Transarterial infusion of metallic nanoparticles for radiation therapy enhancement

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10437
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 岡田 卓也 神戸大学, 医学部附属病院, 特命講師 (80514786)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻野 千秋 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00313693) ; 山口 雅人 神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (10457096) ; 佐々木 良平 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267) ; 上嶋 英介 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (40645561) ; 西村 勇哉 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命助教 (40728218) ; 杉本 幸司 神戸大学, 医学部附属病院, 特命教授 (90314476)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナノ粒子 / 過酸化チタン / 動注療法

Outline of Annual Research Achievements

放射線治療は急速に進歩しているが、治療効果を高める増感剤の開発は放射線治療の適応拡大に必須である。過酸化チタンナノ粒子はそのような放射線治療の増感作用を有する物質の一つであるが、20-200nmサイズの粒子が作成可能であり、EPR（Enhanced Permeation and Retention）効果が期待できる。EPR効果とは、腫瘍組織では正常血管内皮細胞よりも広い間隙（約200nm）が開口しており、またリンパ管が未発達で排出が困難なために、20 - 200 nm程度の粒子製剤は腫瘍組織内に長時間滞留・残存する特性のことであり、現在の抗腫瘍薬のドラッグデリバリーシステムの研究において最も重要な因子の一つである。
しかし、我々の先行研究においてはマウス尾静脈から投与された100nmの過酸化チタンナノ粒子は腫瘍に高く集積したが、それは総投与量の数%に過ぎず、多くは肝や肺などに集積・排出された。そのため、腫瘍への集積効率の向上、非標的臓器への集積の低減が未解決の課題である。そのため、物質の投与法として、実地臨床で既に普及している経動脈的な薬剤注入（動注療法）、さらには静脈からの薬剤回収（灌流療法）を用いることで、この課題を解決し、臨床応用へとつなげることが今回の研究目的である。主に膵癌などの体内深部の臓器に対し、動注は優れたdrug delivery systemであり、この研究のもつ意義は高い。
現状では動注療法により静注よりも高い集積を得ることが出来ているが、臨床応用に用いれるほどの選択的な集積亢進ではなく、さらなる集積亢進が必要である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

前年度に引き続き、VX2大腿胆癌ウサギモデルを用いて、金属ナノ粒子の最適な動注条件（粒子の濃度、速度など）を検討している。動脈側、静脈側にバルーン
カテーテルを挿入することで、腫瘍血流を停滞させることで通常の動注療法よりも腫瘍への集積亢進を企図したが、結果として期待された結果を得ることが出来なかった。

Strategy for Future Research Activity

ナノ粒子のサイズや灌流療法などの工夫をおこない、動注による腫瘤へのナノ粒子集積を向上させる方法を引きつつく検討する。

Causes of Carryover

単純な動注や、バルーンを用いた血流制御を併用した動注で、意図したようなナノ粒子の集積を得ることができず、動注方法の変更の必要性が生じた。そのため、本来予定していた研究を中断しており、動注方法を変更して再度研究を行う予定である。