[논문 리뷰] Novel multifunctional 90Y-labelled albumin magnetic microspheres for cancer therapy

Sanja Vranješ‐Đurić, Magdalena Radović외 10명|arXiv (Cornell University)|2012. 05. 11.

Nanoparticle-Based Drug DeliveryMaterials Science참고 문헌 52인용 수 19

한 줄 요약

이 연구는 수정된 에멀시피케이션-열 안정화 방법을 사용하여 페르로자이트 나노입자를 코팅한 시트르산으로 코팅된 페로자이트 나노입자를 포함시켜 초순자성 거동를 나타내는 유리-90 라벨링된 인체혈청알부민 마이크로스피어(90Y-HSAMMS)를 개발하였다. 마이크로스피어는 생리식염수와 인체혈청 모두에서 높은 방사성 라벨 안정성을 보였으며, 정상 흰쥐에서 72시간 후 폐에 82.67%의 90Y 활성이 유지되어 이중 방사성핵종-고열치료를 위한 강력한 잠재력을 보여주었다.

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.

연구 동기 및 목표

• 암 치료를 위한 방사성핵종 치료와 자기고열치료를 융합한 다기능적 치료제 개발
• 마그네틱 마이크로스피어를 이용한 암 조직에서 치료용 방사성핵종의 표적화 및 유지 향상
• 생리적 조건에서 90Y 라벨링된 HSAMMS의 in vitro 및 in vivo 안정성 평가
• 치료 잠재력 평가를 위해 흰쥐 모델에서 90Y-HSAMMS의 부위분포 및 유지를 평가
• 초순자성 알부민 마이크로스피어를 이중 모드 암 치료에 활용할 수 있는지의 가능성 입증

제안 방법

• 10nm 크기의 시트르산 코팅 페로자이트 나노입자를 내장하기 위해 수정된 에멀시피케이션-열 안정화 기법을 이용한 HSAMMS 합성
• 안정된 결합을 확보하기 위해 표준 챠엘레이션 기법을 사용한 마이크로스피어의 90Y 라벨링
• 실온에서의 평균 크기(20 µm) 및 초순자성 거동의 마이크로스피어 특성 분석
• 72시간 동안 생리식염수 및 인체혈청에서의 in vitro 안정성 시험을 통한 방사성 라벨 유지도 평가
• 90Y-HSAMMS 정맥 주입 후 정상 Wistar 흰쥐에서의 부위분포 연구
• 투여 후 1시간 및 72시간에 조직 내 방사능의 정량적 분석, 특히 폐에서의 분포 평가

실험 결과

연구 질문

• RQ1 90Y 라벨링된 HSAMMS는 이중 치료를 위해 일관된 초순자성 특성을 갖는 안정적인 방식으로 제조될 수 있는가?
• RQ2 72시간 동안 생리식염수 및 인체혈청에서 90Y 라벨링의 안정성은 어떠한가?
• RQ3 정맥 주입 후 90Y-HSAMMS의 in vivo 부위분포 패턴은 무엇인가, 특히 폐에서의 분포는 어떻게 되는가?
• RQ4 72시간 후 폐에서 90Y-HSAMMS의 활성이 얼마나 유지되는가? 이는 지속적인 종양 표적화 잠재력의 지표가 되는가?
• RQ5 HSAMMS는 병용 방사성핵종 및 고열치료 암 치료에 실현 가능한 플랫폼이 될 수 있는가?

주요 결과

• 90Y-HSAMMS는 생리식염수 및 인체혈청 모두에서 높은 안정성을 보였으며, 72시간 후 방사능 손실이 유의미하게 없었다.
• 투여 후 1시간에 흰쥐 폐에 투여된 90Y 활성도의 88.81%가 집중되었다.
• 72시간 후에도 초기 90Y 활성도의 82.67%가 폐에 유지되어 장기 유지를 시사했다.
• 마이크로스피어의 평균 직경은 20 µm로 폐 표적화에 적합하였다.
• 10-nm 크기의 시트르산 코팅 페로자이트 나노입자의 존재로 실온에서 초순자성 거동가 나타났다.
• in vivo 결과는 유리한 부위분포 및 안정성 덕분에 90Y-HSAMMS가 이중 모드 방사성핵종-고열치료에 잠재력을 지닌다는 것을 뒷받침한다.