나노의 활성화

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12748(2022) 이 기사 인용

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이트륨-90(Y-90) 마이크로스피어를 이용한 방사선 색전술은 간세포암종(HCC)에 대한 유망한 치료법이지만, 진행성 및 고급 종양의 낮은 반응으로 인해 종양 제거 효능을 강화할 긴급한 필요성이 제시됩니다. 이 연구의 목적은 임상적으로 사용된 Y-90 미세구가 빛 반응성 나노 감광제를 활성화하여 시험관 내에서 Y-90 단독에 비해 간세포 암종(HCC) 세포 산화 스트레스 및 세포 독성을 향상시키는지 여부를 결정하는 것이었습니다. 일중항 산소 및 하이드록실 라디칼 생성은 Y-90 미소구체가 세포가 없는 조건에서 단독으로 있을 때와 비교하여 여러 나노 감광제가 존재할 때 향상되었습니다. SNU-387 및 HepG2 인간 HCC 세포는 모두 저활성 Y-90 마이크로스피어(0.1~0.2MBq/0.2mL)와 이산화티타늄(TiO2)과 티타노센(TC)으로 구성된 나노 감광제로 처리했을 때 생존율이 현저히 낮은 것으로 나타났습니다. Y-90 마이크로스피어 단독 또는 처리되지 않은 세포와 비교하여 트랜스페린(TiO2-Tf-TC)으로 표지되었습니다. 세포 산화 스트레스와 세포 사멸은 더 높은 활성(최대 0.75MBq/0.2mL)에서 Y-90에 대한 선형 의존성을 입증했지만, 잘 분화되지 않은 SNU-387에서 TiO2-Tf-TC 농도가 증가하는 경우 훨씬 더 두드러졌습니다. HCC 세포주(각각 p < 0.0001 및 p = 0.0002)이지만 잘 분화된 HepG2 세포주는 아닙니다. 정상적인 인간 간세포 THLE-2 세포에 TiO2-Tf-TC를 첨가하면 Y-90 존재 하에서 세포 산화 스트레스 또는 세포 사멸이 증가하지 않았습니다. Y-90 마이크로스피어를 포함하는 나노 감광제의 강화된 종양살해 활성은 특정 환자 하위 집합에 대한 잠재적으로 유망한 보조 치료 전략입니다. 임상적으로 관련된 생체 내 HCC 모델에 대한 적용이 진행 중입니다.

간세포암종(HCC)은 전 세계적으로 암 관련 사망의 4번째 주요 원인인 원발성 간 악성종양이며, 비알코올성 지방간염에 따른 만성 간 질환의 상당한 증가와 함께 서구 인구에서 더욱 증가할 것으로 예상됩니다1,2,3, 4. 면역요법과 같은 전신 제제의 최근 발전에도 불구하고 이러한 제제에 대한 무반응자나 반응률이 낮은 환자 집단이 상당하게 남아 있어 치료 혁신이 필요합니다5. 이트륨-90(Y-90) 방사성 색전술은 고에너지 순수 베타 방출 방사성 핵종 Y-90이 내장된 미세구를 정밀하고 선택적인 방식으로 간 종양에 직접 동맥 공급을 통해 최소 침습적, 영상 유도 전달을 통해 간 종양을 치료합니다. 고농축 내부 방사선 치료6. Y-90 마이크로스피어가 높은 흡수 방사선량으로 HCC 종양에 전달되면 효과적이고 오래 지속되는 객관적인 반응이 달성됩니다7,8,9. 그럼에도 불구하고 Y-90 방사선색전술에는 진행성 간세포암종 환자, 분화도가 낮은 종양 환자의 반응률이 낮고 혈관 상태가 좋지 않아 적절한 Y-90 방사선 종양 선량을 달성할 수 없는 경우를 포함하여 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 미세 선량 측정 수준10,11,12,13,14에서 도관 또는 상당한 용량 이질성. 이는 더 낮은 방사선량에서 Y-90의 세포독성 효능을 향상시켜 더 취약하고 위험도가 높은 환자들에게 치료 혜택을 확대하기 위해 이 치료 패러다임을 혁신해야 할 필요성을 강조합니다.

베타 방출 방사성 핵종은 Cerenkov Radiation(CR)15,16,17로 알려진 근자외선에서 청색 가시광선까지 방출합니다. 이 빛은 베타 입자의 직접적인 에너지와 함께 나노 감광제라고 알려진 빛에 민감한 약물을 활성화하여 광역학 치료(PDT) 과정을 통해 종양 박멸 활성 산소종(ROS)을 생성할 수 있습니다(그림 1A)17,18. 생체 내에서 PDT는 직접적인 세포 손상, 미세혈관 차단 및 면역원성 세포 사멸을 통한 항종양 면역 반응 활성화와 관련된 다차원 과정을 통해 종양 사멸을 초래합니다. 이전 연구에서는 F-18, Zr-89 및 Ga-68과 같은 양전자 방출체가 이 "깊이 독립적인" PDT18,20,21,22,23을 생성하는 효과적인 나노 감광제 활성화 소스 역할을 할 수 있음을 보여주었습니다. Y-90은 의학적으로 사용되는 모든 방사성 핵종 중에서 가장 밝고 효율적인 CR 방출체 중 하나로 나타났습니다. 고에너지 베타 입자와 함께 Y-90은 나노 감광제를 활성화하여 종양 박멸 효능을 향상시키는 최적의 위치에 배치됩니다. 방사선 요법과 PDT의 조합24,25,26,27,28.