ナノの活性化

Scientific Reports volume 12、記事番号: 12748 (2022) この記事を引用

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イットリウム-90 (Y-90) ミクロスフェアによる放射線塞栓術は肝細胞癌 (HCC) の有望な治療法ですが、進行性および高悪性度腫瘍では反応が低下するため、その殺腫瘍効果を増強することが緊急に必要とされています。 この研究の目的は、臨床的に使用されている Y-90 ミクロスフェアが、光応答性ナノ光増感剤を活性化して肝細胞癌 (HCC) 細胞の酸化ストレスと細胞毒性を in vitro で Y-90 単独よりも増強するかどうかを判断することでした。 Y-90 ミクロスフェアがいくつかのナノ光増感剤の存在下にある場合、無細胞条件でいずれか単独の場合と比較して、一重項酸素およびヒドロキシルラジカルの生成が増強されました。 SNU-387 および HepG2 ヒト HCC 細胞はいずれも、低活性 Y-90 ミクロスフェア (0.1 ～ 0.2 MBq/0.2 mL) および二酸化チタン (TiO2) とチタノセン (TC) の両方からなるナノ光増感剤で処理すると、生存率が大幅に低下することが示されました。トランスフェリン (TiO2-Tf-TC) で標識された Y-90 ミクロスフェア単独または未処理の細胞と比較します。 細胞の酸化ストレスと細胞死は、より高い活性（最大 0.75 MBq/0.2 mL）では Y-90 への線形依存性を示しましたが、低分化 SNU-387 では TiO2-Tf-TC 濃度が増加すると顕著に顕著でした。 HCC 細胞株 (それぞれ p < 0.0001 および p = 0.0002)、高分化 HepG2 細胞株ではありません。 正常ヒト肝細胞 THLE-2 細胞に TiO2-Tf-TC を添加しても、Y-90 の存在下では細胞の酸化ストレスや細胞死は増加しませんでした。 Y-90マイクロスフェアによるナノ光増感剤の殺腫瘍活性の強化は、特定の患者サブセットに対する潜在的に有望な補助治療戦略である。 臨床的に関連のある in vivo HCC モデルへの応用が進行中です。

肝細胞がん（HCC）は、世界中でがん関連死の原因の第 4 位となっている原発性肝悪性腫瘍であり、非アルコール性脂肪性肝炎に続発する慢性肝疾患の大幅な増加により、欧米人でさらに増加すると予想されています 1、2、3、 4. 免疫療法などの全身性薬剤の最近の進歩にも関わらず、これらの薬剤に対する非反応者または反応不良者のかなりの集団が依然として存在しており、治療上の革新が必要とされている5。 イットリウム 90 (Y-90) 放射線塞栓術には、高エネルギーの純粋なベータ線放射性核種 Y-90 が埋め込まれたマイクロスフェアを、動脈供給を介して肝臓腫瘍に直接正確かつ選択的に肝臓腫瘍に送達する、低侵襲性の画像誘導送達が含まれ、その結果、高濃度内部放射線療法6. Y-90 ミクロスフェアが高吸収放射線量で HCC 腫瘍に送達されると、効果的で長期にわたる客観的な反応が達成されます 7、8、9。 それにもかかわらず、Y-90 放射線塞栓術にはいくつかの制限があります。たとえば、進行期の HCC 患者や低分化腫瘍を有する患者では反応率が低い場合や、血管が貧弱であるために適切な Y-90 放射線腫瘍線量を達成できない場合などです。導管や微量線量測定レベルでの重大な線量の不均一性10、11、12、13、14。 これは、より低い放射線量でY-90の細胞毒性効果を高め、より脆弱で高リスクの患者にその治療効果を拡大するために、この治療パラダイムを革新する必要性を強調しています。

ベータ放出放射性核種は、チェレンコフ放射線 (CR) として知られる近紫外から青色の可視光を放出します15、16、17。 この光は、ベータ粒子の直接エネルギーとともに、ナノ光増感剤として知られる感光性薬剤を活性化し、光力学療法（PDT）プロセスを通じて殺腫瘍性活性酸素種（ROS）を生成します（図1A）17、18。 in vivo では、PDT は、直接的な細胞損傷、微小血管の停止、および免疫原性細胞死による抗腫瘍免疫応答の活性化を含む多次元プロセスを通じて腫瘍死をもたらします 19。 これまでの研究では、F-18、Zr-89、Ga-68 などの陽電子放出体が、この「深さに依存しない」PDT を生成する効果的なナノ光増感剤活性化源として機能することが示されています18、20、21、22、23。 Y-90 は、医療に使用されているすべての放射性核種の中で最も明るく、最も効率的な CR 放射体の 1 つであることが示されており、その高エネルギー ベータ粒子とともに、ナノ光増感剤を活性化する最適な位置に配置され、放射線療法と PDT の両方の組み合わせ。24、25、26、27、28。