光線力学療法(PDT)は、肺がん治療の代替選択肢です。PDTの治療効果を高めるために、化学療法と組み合わせた肺がん標的ナノ粒子が開発されました。調製されたナノ粒子を用いたPDTのin vitroおよびin vivoの両方の抗がん効果を評価しました。
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この記事について
サマリー
要約
光線力学療法(PDT)は、非侵襲的で非外科的な方法であり、肺がん治療の魅力的な代替選択肢を表しています。光増感剤は腫瘍組織に選択的に蓄積し、酸素と適切な波長の光の存在下で腫瘍細胞死を引き起こします。
PDTの治療効果を高めるために、私たちは光増感剤と抗がん剤の両方を充填した肺がん標的ナノ粒子を開発しました。EPR(Enhanced Permeability and Retention)効果に基づくパッシブターゲティングと、ヒアルロン酸-CD44相互作用に基づくアクティブターゲティングの両方を適用した。CD44は、非小細胞肺がんのバイオマーカーとしてよく導入されるヒアルロン酸受容体としてよく知られています。
さらに、本研究ではPDTと化学療法の組み合わせが採用されています。この組み合わせの概念は、抗がん剤治療効果を高め、副作用を減らす可能性があります。
この研究では、新規の光増感剤としてヒポクレリンB（HB）を選択しました。HBは、ヘマトポルフィリン誘導体と比較してPDTの抗がん効果が高いことが報告されています1。 パクリタキセルは、肺がん2の潜在的な治療法であることが証明されているため、抗がん剤として選択されました。
光増感剤(HB)溶液、光増感剤カプセル化ヒアルロン酸-セラミドナノ粒子(HB-NP)、およびPDT後の光増感剤および抗がん剤(パクリタキセル)カプセル化ヒアルロン酸-セラミドナノ粒子(HB-P-NP)の抗腫瘍効果をin vitroとin vivoの両方で比較しました。A549(ヒト肺腺癌)細胞のin vitro光毒性と、A549担がんマウスのin vivo抗腫瘍効果を評価しました。
HB-P-NP治療グループは、PDT後に最も効果的な抗がん効果を示しました。結論として、本研究で調製されたHB-P-NPは、PDTによる肺がんの治療における潜在的で新しい光増感剤送達システムを表しています。
概要
光線力学療法(PDT)は、光増感剤、光、酸素の3つの主要な要素で構成されています。PDTは、さまざまながんの有望な治療法として報告されています3。光増感剤をがん患者に投与すると、腫瘍組織に選択的に蓄積します。適切な波長の光が印加されると、反応性の高い一重項酸素やその他のフリーラジカルが腫瘍細胞の損傷につながります4。
肺がんは、1980年代初頭にPDTの最初のアプリケーションの一つとして導入されました5。PDTは、肺がんの治療にいくつかの利点を提供します。PDTは非侵襲的で非外科的な治療法であるため、外科的切除が不適切な患者にとって魅力的な代替選択肢です。
光増感剤の癌標的効果を高めるための多くの課題がありました。がん部位における光増感剤の蓄積を増加させることと、正常組織における蓄積を減少させることは、がんを標的とする研究の同じ目標です。ポリマー、リポソーム、ナノ粒子など、さまざまな標的薬物送達システムが光増感剤キャリアとして採用されています6-8。我々の以前の研究では、ナノ粒子は光増感剤9,10のがん標的能力を効果的に増加させた。ナノ粒子は、受動的および能動的標的化能力の両方を備えているため、理想的ながん標的キャリアです。リーキーな腫瘍血管は、ナノサイズの担体が腫瘍に容易に蓄積する機会を提供し、これは強化された....
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プロトコル
注：すべての動物実験プロトコルは、盆唐ソウル大病院（BA1308-134 / 072から01）の施設内動物管理使用委員会によって承認されました。
ヒアルロン酸セラミドの1の合成（HACE）
- 二重蒸留水（DDW）の60ミリリットルでヒアルロン酸の12.21ミリモル（HA）オリゴマー及びテトラn個の -butylammonium水酸化物（TBA）の9.77ミリモルを可溶化します。 30分間撹拌しました。
- DS-Y30リンカーを合成するために、テトラヒドロフラン25ミリリットル（THF）中のDS-Y30セラミドの8.59ミリモルおよびトリエチルアミン9.45ミリモルを溶解します。 THF中の4-クロロメチルベンゾイルクロリドの8.59ミリモルと混合。 60℃で6時間撹拌します。
- THFの混合物及びアセトニトリルでDS-Y30リンカーの合成されたHA-TBAの8.10ミリモル及び0.41ミリモル溶解（4：1、v / v）でした。 40℃で5時間撹拌します。
- フィルター剤で濾過することにより不純物を除去し、真空蒸着法により、有機溶媒を除去します。 （透析膜を使用して生成物を精製分子量カットオフ：3.5キロダルトン）および凍結乾燥。
ナノ粒子の作製
- HB 1mgのジメチルスルホキシド（DMSO）0.5mlのパクリタキセル1mgを溶解し、ボルテックス....
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結果
私たちは、上記の技術とHB-のNPとHB-P-NPの両方を用意しました。 HB-のNPとHB-P-NPの平均直径はそれぞれ220.9±3.2 nmおよび211.9±1.6nmでした。
光照射（0〜16 J / cm 2）を、続いてPBS、空のNP、HB-のNP、及びHB-P-のNPとのインキュベーションの4時間後のA549細胞の細胞生存率は、光がない。 図1に示されています、 HB-P-NPで処置した細胞は、81.28±0.14％の細胞生存率を示したHB-NP処置群は、全く細胞毒性を示しませんでした。これは、ナノ粒子から放出されたパクリタキセルの抗癌効果、に起因する可能性があります。 PDTの下で、細胞生存率は、HB-NP-及びHB-P-NPで処理した細胞の両方における露光時間に応じて減少しました。 HB-P-NPで処理した細胞は、同一の照射条件下でHB-NPの群より増加した光毒性を示しました。と.......
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ディスカッション
波長、パワー、照射時間：この研究の中で最も重要なステップは、適切なレーザー条件を選択されています。特定の光増感剤に適した光の適切な波長は、PDTのために必要です。私たちは、出力電力が多くのパイロット研究に基づいて400ミリワット/ cm 2に設定したもう一つの重要な要因であったヒポクレリンBについて適切であった630 nmのレーザーを使用していました。 400 mWの/ cm 2の下の出力電力は、任意の治療効果を示すにはあまりにも弱であったが400mW / cm 2とを超える出力パワーは、照射による自体に細胞または動物の皮膚表面を損傷しました。 インビトロおよびインビボ研究における適切な照射時間は、それぞれ40秒（16 J / cm 2）で500秒（200 J / cm 2）でした。 PDT繊維由来の細胞または動物モデルの腫瘍組織への距離も、この研究における重要な因子でした。でセル全体または腫瘍の表面を覆うように光は1センチ最適な距離であることが見出され.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
この研究は、助成金なしによってサポートされていました。 SNUBH研究基金から14-2014-017。
著者は、この原稿の彼のプロボノ編集のためにJ.パトリック・バロン、名誉教授、東京大学医科大学と非常勤講師、盆唐ソウル大病院にお世話になっています。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| オリゴヒアルロン酸 | バイオランド株式会社 | _ | |
| DS-Y30(セラミド3B、主にN-オレオイル-フィトスフィンゴシン) | 斗山バイオテック(株) | _ | |
| アジピン酸ジヒドラジド | シグマアルドリッチ | A0638 | |
| N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N′-エチルカルボジイミド | Sigma Aldrich | 39391 | |
| 4-(クロロメチル)ベンゾイルクロリド | Sigma Aldrich | 270784 | |
| Tween 80 | 東京化学工業(株) | T0546 | |
| シリンジ | フィルターSartorius Stedim Biotech GmbH | 17762 | 15 mm、RC、PP、0.45 &m |
| トリエチルアミン | Sigma Aldrich | T0886 | |
| Mini-GeBAflex tubes | Gene Bio-Application Ltd. | D070-12-100 | |
| パクリタキセル | タイファ コーポレーション_ | ||
| RPMI-1640 | ギブコ ライフ テクノロジーズ | 11875 | |
| ペニシリン–ストレプトマイシン | Gibco Life Technologies, Inc. | 15070 | |
| ウシ胎児血清 | Gibco Life Technologies, Inc. | ||
| Celite (フィルター剤) | Sigma Aldrich | 6858 | ステップ 1.4 を参照 |
参考文献
- Shang, L., Zhou, N., Gu, Y., Liu, F., Zeng, J. Comparative study on killing effect of esophageal cancer cell line between hypocrellin B-photodynamic therapy and hematoporphyrin derivative-photodynamic therapy. Chin J Cancer Prev Treat. 12, 1139-1142 (2005).
- Huisman, C., et al.
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再版と許可
