[論文レビュー] Novel multifunctional 90Y-labelled albumin magnetic microspheres for cancer therapy

Sanja Vranješ‐Đurić, Magdalena Radović+10 more|arXiv (Cornell University)|May 11, 2012

Nanoparticle-Based Drug DeliveryMaterials Science参考文献 52被引用数 19

ひとこと要約

本研究では、修正されたエマルジョン-熱安定化法を用いて、シトロニック酸被膜のフェリットナノ粒子を組み込んだスーパパラ磁性を示すヨウリウム-90ラベル付ヒト血清アルブミン磁性マイクロスフィア（90Y-HSAMMS）を開発した。マイクロスフィアは生理食塩水およびヒト血清において高い放射能ラベル安定性を示し、ラットにおける肺への72時間後の90Y活性の保持率は82.67%に達した。これは、二重モードの核医学的・ハイパーサーミア療法への強力な可能性を示している。

ABSTRACT

We present in vitro and in vivo studies of yttrium-90 (90Y)-labelled human serum albumin magnetic microspheres (HSAMMS) as multifunctional agent for bimodal radionuclide-hyperthermia cancer therapy. The HSAMMS were produced using a modified emulsification-heat stabilization technique and contained 10-nm magnetite nanoparticles coated with citric acid, distributed as inhomogeneous clusters within the albumin microspheres. The average particle size of the complete HSAMMS was 20 (mu)m, and they exhibited superparamagnetic behavior at room temperature. The stability of the 90^Y-labelled HSAMMS was investigated in vitro (in saline and human serum) and in vivo by analyzing their biodistribution in normal Wistar rats. The in vitro experiments revealed the high stability of the labelled HSAMMS in saline and human serum after 72 h. Following the intravenous administration of the 90^Y-HSAMMS in rats, 88.81% of the activity localizes in the lungs after 1 h, with 82.67% remaining after 72 h. These data on 90Y-HSAMMS provide good evidence for their potential use in bimodal radionuclide-hyperthermia cancer therapy.

研究の動機と目的

• がん治療のため、核医学的療法と磁気ヒート療法を統合した多機能的治療薬の開発を目的とする。
• 磁性マイクロスフィアを用いて、腫瘍組織への治療的放射性核種の標的化と保持を向上させることを目的とする。
• 生理的条件下における90YラベルHSAMMSのin vitroおよびin vivo安定性を評価することを目的とする。
• ラットモデルにおける90Y-HSAMMSのバイオディストリビューションおよび保持を評価し、治療的潜在能力を検証することを目的とする。
• スーパパラ磁性アルブミンマイクロスフィアを二重モードのがん治療に用いる可能性を実証することを目的とする。

提案手法

• 10-nmのシトロニック酸被膜フェリットナノ粒子を埋め込んだ、修正されたエマルジョン-熱安定化技術を用いたHSAMMSの合成。
• 標準的なキレート法を用いてマイクロスフィアに90Yをラベル化し、安定な結合を確保。
• 室温でのマイクロスフィアのサイズ（平均20 µm）およびスーパパラ磁性挙動の特性評価。
• 72時間にわたる生理食塩水およびヒト血清におけるin vitro安定性試験により、放射能ラベル保持率の評価。
• 90Y-HSAMMSを静脈投与した正常なワイスタールラットを用いたin vivoバイオディストリビューション研究。
• 投与後1時間および72時間における臓器、特に肺における放射能定量分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 90YラベルHSAMMSは、安定したスーパパラ磁性特性を有する二重療法用に一貫して製造可能であろうか？
• RQ2 72時間にわたって、ヒト血清および生理食塩水中における90YラベルのHSAMMSの安定性はいかほどであろうか？
• RQ3 静脈投与後の90Y-HSAMMSのin vivoバイオディストリビューションパターンは、特に肺にどのような特徴を示すであろうか？
• RQ4 72時間後に肺に残存する90Y-HSAMMSの活性保持率は、持続的腫瘍標的化の可能性を示唆する程度に達するであろうか？
• RQ5 HSAMMSは、併用核医学的およびハイパーサーミア療法のがん治療に実用的プラットフォームとして成立するであろうか？

主な発見

• 90Y-HSAMMSは、生理食塩水およびヒト血清において高い安定性を示し、72時間経過後も放射能の顕著な損失は認められなかった。
• 投与後1時間には、投与した90Y活性の88.81%がワイスタールラットの肺に局在していた。
• 72時間後には、初期の90Y活性の82.67%が肺に保持されていた。これは、長期にわたる保持を示唆している。
• マイクロスフィアの平均径は20 µmであり、肺標的化に適している。
• 10-nmのシトロニック酸被膜フェリットナノ粒子の存在が、室温下でのスーパパラ磁性挙動を付与した。
• in vivoの結果から、望ましいバイオディストリビューションおよび安定性を示すため、90Y-HSAMMSは二重モード核医学的・ハイパーサーミア療法への可能性が裏付けられている。