Development of nanoheaters targeting organellas for cancer hyperthermia

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02538
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Ito Akira 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60345915)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡部 弘基 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (20455398)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 温熱療法 / ドラッグデリバリーシステム / 磁性ナノ粒子 / ミトコンドリア

Outline of Final Research Achievements

Advances in nanotechnology have produced nano-sized magnetic particles (nanoheaters) that generate heat in an alternating magnetic field. As a new engineering-based cancer treatment technology, we delivered magnetic nanoparticles of highly biocompatible iron oxide (magnetite) to tumors using a drug delivery system (DDS), and externally irradiated magnetic nanoparticles with an alternating magnetic field. In this study, we constructed a further developed intracellular DDS and performed mitochondria-targeted heating, which resulted in complete tumor regression in 5 out of 6 mice. These results suggest that organelle-targeted nanoheaters will lead to the development of potent cancer hyperthermia.

Free Research Field

生体医用工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

交流磁場で発熱する磁性ナノ粒子を使用するがん温熱療法は、腫瘍局所での加温が可能となるため、患者に対する負荷の低い治療となる可能性がある。本研究では、治療効果を高めるための方策として、がん細胞内でストレスセンサーの役割をもつミトコンドリアを特異的に加温する磁性ナノ粒子を開発することに成功した。ミトコンドリア標的型磁性ナノ粒子によって加温された腫瘍は、６匹中5匹が完治するという強力な治療効果が得られ、ミトコンドリアが温熱療法におけるがん細胞の急所の一つであることが示された。これらの成果は、ミトコンドリア標的型磁性ナノ粒子を用いた温熱療法が、がん治療にとって有用であることを示唆している。