Study of minimally invasive treatments using a proton beam combined with a radiation sensitive drug delivery system

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04480
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Terakawa Atsuki 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (10250854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 香津生 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, リサーチフェロー (20780860)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 陽子線治療 / 薬剤運搬体 / シスプラチン / リポソーム

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop radiation sensitive drug delivery system (DDS), and to increase the efficacy of proton therapy by combining proton irradiation with the DDS. We developed a liposome containing cisplatin as a DDS. Radiation sensitivity was added to the DDS by using ascorbic acid or gold nanoparticles. We performed experiments of proton or X-ray irradiation to the liposomes, and confirmed that the amount of release of cisplatin increased up to about 30% for the radiosensitive liposome compared to that for the non-irradiated control. In addition, cell irradiation experiments using the liposomes and proton beams showed enhancement of cell death effects compared to that of proton irradiation alone.

Free Research Field

粒子線治療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、陽子線治療と放射線感受性ドラッグデリバリーシステム（DDS）を用い、正常組織への影響を最小限に留め、難治癌に対して優れた治療効果をもたらす癌治療法の開発を目指している。放射線照射で内包薬剤が放出される放射線感受性DDSの基礎開発に成功しており、陽子線照射と併用することで単独の陽子線治療の効果を増強することが期待される。炭素線治療は高い治療効果をもたらすが同時に正常組織への副作用も大きく設備費用的問題もある。本研究は陽子線の低副作用の利点を維持しつつ、DDSとの併用で炭素線に迫る効果を誘発する点において、学術的、社会的意義があると考える。