Development of polymeric contrast agent for MRI and fluorescence dual imaging

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09103
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 貝田 佐知子 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (70710234)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仲 成幸 滋賀医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10359771) ; 谷 眞至 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60236677)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ナノメディカル / MRI造影剤 / 抗がん剤 / ドラッグデリバリー

Outline of Annual Research Achievements

ナノメディカルの固形がんへの選択的ターゲティングは、EPR（enhanced permeability and retention）効果によって可能となる。この効果は、腫瘍血管の過透過性やリンパ排水の不十分さによって腫瘍組織に蓄積される最も広く知られた概念の一つである。このような性質を利用した高分子薬剤によるドラッグデリバリーシステム（DDS）が期待されているが、体内での薬剤分布はまだ不明であり、薬剤の副作用も懸念されている。安全で効果的な固形腫瘍の診断薬を開発するため、MRIと蛍光イメージングを同時に行い、可視DDSを可能にする高分子イメージング剤を開発した。
Visible-DDSの可能性を検証するため、Gd-DOTA/IR-820共役ブロックコポリマーのMRIコントラスト効果および蛍光効果を開発し、担癌動物モデルで評価した。
MRI陽性造影剤Gd-DOTA（ガドリニウム-テトラアザシクロデカンテトラ酢酸）と蛍光色素IR820を含有するブロックコポリマーを開発しました。調製したIR820/Gd-DOTAブロックコポリマーを肝細胞癌（N1S1）モデルラットの尾静脈に留置したカテーテルから投与し、MRIおよび蛍光イメージングシステム（PDE、浜松ホトニクス）により腫瘍および他臓器への集積を評価した。
結果は以下の通り。IR820/Gd-DOTAブロックコポリマーは、Gd-DOTAに比べて約8倍のT1短縮効果を示した。さらに、ラット肝細胞がん（N1S1）モデルにおいて、同濃度のGd-DOTA投与群と比較して、有意な腫瘍血管造影効果を有していた。
結論 IR820/Gd-DOTAブロックコポリマーは、担癌動物モデルにおいて高いMRI造影効果と蛍光効果を示し、MRIと蛍光検出器の双方による有望な腫瘍識別システムとなり得る可能性がある。