葉酸

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13560 (2023) この記事を引用

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磁気温熱療法 (MHT) を使用したがん治療の成功は、生体適合性磁性ナノ粒子 (NP) に大きく依存します。 これらは全身注射後に腫瘍組織に効果的に蓄積し、AC 磁場 (AMF) にさらされることで治療温度範囲 (42 ～ 48 °C) で熱を発生します。 この目的のために、葉酸共役デキストランでコーティングされた Zn0.6Mn0.4Fe2O4 (FA-Dex-ZMF) NP を、肝腫瘍の MHT 用に自己制御温度を備えたスマート ナノ ヒーターとして合成しました。 BALB/c マウスに関する動物実験では、調製した NP が 100 mg kg-1 までの投与でも急性毒性を引き起こさないことが示されました。 同様に、血液学的および生化学的要因にも大きな変化は観察されませんでした。 FA-Dex-ZMF NP を、異なる安全な AC 磁場 (f = 150 kHz、H = 6、8、および 10 kA m−1) に曝露することによって研究しました。 熱量測定実験により、NP が MHT に適した望ましい温度範囲 (42 ～ 48 °C) に達したことが明らかになりました。 さらに、肝腫瘍の MHT における FA-Dex-ZMF NP の有効性を、肝腫瘍担持マウスで in vivo で調査しました。 得られた結果は、対照群の腫瘍の平均体積が研究期間中に2.2倍に増加したことを明らかにしました。 対照的に、MHT グループでは、腫瘍体積は治療中にほぼ一定のままでした。 この結果は、温度を自己制御する葉酸共役デキストラン被覆 Zn0.6Mn0.4Fe2O4 NP が全身送達 MHT の有望なツールとなりうることを示しました。

現在、磁性ナノ粒子 (MNP) は、ドラッグデリバリーシステム 1、2、3、イムノアッセイ 4、磁気温熱療法 (MHT) 5、6、磁気共鳴画像法 7 など、薬理学および医学のさまざまな分野で応用できる可能性があるため、多くの注目を集めています。 8. MHT は、新しいがん治療法として、肺、乳房、前立腺、頭頸部、脳、膵臓、肝臓などのさまざまながんを治療するために in vivo で研究されています9、10、11、12、13、14、15。 この治療法の背後にある科学的根拠は、42 °C を超える温度ではがん細胞の生存率が低いことです。 このプロセスで必要な熱は磁性ナノ粒子によって供給され、磁性ナノ粒子は非侵襲性交流磁場 (AMF) にさらすことで磁気エネルギーを熱に変換します。 さらに、穏やかな温度（40 ～ 42 °C）での MHT は、化学療法や放射線療法などの他の治療法に対するがん細胞の感受性を高める可能性があることもわかっています 16,17。 ヨーロッパでは、MHT は放射線療法と併用した再発性多形神経膠芽腫に対する補助療法として承認されました 18。 癌治療への MHT の応用は現在、直接注射によって適切なナノ粒子を投与できる、アクセスしやすく局所的な腫瘍に限定されています 19,20。 一方、静脈内注射により腫瘍組織に十分な濃度の MNP を調製するには、非常に高用量の一般的な Fe3O4 ナノ粒子を注射する必要があります (1700 mg Fe/kg)19。 この問題は、従来の Fe3O4 ナノ粒子の全身注射後の非標的性と腫瘍蓄積が比較的低いことが原因である可能性があります。 したがって、全身送達能力を備えた MNP を設計することは、形状やサイズの異なるさまざまな種類の腫瘍の治療における MHT の適用に不可欠です。 さらに、ナノ粒子の全身投与[静脈内 (IV) または腹腔内 (IP)] は、直接注射と比較して侵襲性が最小限です。

腫瘍組織におけるナノ粒子の蓄積を改善するための最も効果的な戦略の 1 つは、ナノ粒子の表面上のリガンドを認識することによってがん細胞を結合させることです。 これにより、腫瘍組織によるナノ粒子の取り込みが引き起こされます。 葉酸受容体を過剰発現するがん細胞をナノ粒子で標的化するための最も有望な候補の 1 つは、ナノ粒子の表面に葉酸 (FA) を結合させることです 21。 腫瘍組織内の MNP の濃度を増加させる別のアプローチは、安全な用量での連続全身注射です。 これにより、腫瘍組織内に適切な濃度の MNP が生成されます 22,23。 たとえば、謝ら。 らは、アルギニン-グリシン-アスパラギン酸を標的としたMn-Znフェライト磁性ナノ結晶は、ナノ粒子の1回の静脈内注射後に腫瘍の温度を約40℃まで上昇させる可能性があることを報告した23。 一方、腫瘍の平均温度を約 43 ～ 44 °C に改善し、腫瘍の増殖を大幅に阻害するには、ナノ粒子を 6 回繰り返し注入する必要があります 23。