Development of CO2 generating nanoparticles for pancreatic cancer theranostics

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K16093
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 濱野 展人 東京薬科大学, 薬学部, 講師 (80708397)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: CO2産生ナノ粒子 / 温度応答性 / がん治療

Outline of Annual Research Achievements

セラノスティクスとは、治療と診断が一体化したシステムであり、近年、がん病巣を診断しつつ治療を行なう事が出来る次世代型高精度医療システムになり得ると期待されている。本研究では、温度によりCO2が発生するナノ粒子を膵がんモデルマウスに投与し、低強度の集束超音波照射によりがん組織内でCO2内封ナノバブルを発生させ、CO2ナノバブルを超音波反射シグナルとして検出することで膵がんの超音波診断造影を目指す。更に強力集束超音波 (HIFU)を照射することで、安全かつ効率的ながん組織の焼灼を試みることで膵がんに対するセラノスティクスシステムの構築を目的とする。
最終年度である本年度は、前年度に引き続き、CO2産生ナノ粒子の作製を目的とし、検討を進めた。加温によるCO2産生及び効率的ながん治療を目指すため、加温によってCO２を産生する炭酸水素アンモニウム (ABC)及び抗がん剤であるドキソルビシンを封入したナノ粒子を作製した。薄膜法によりリポソームを作製し、pH4 クエン酸バッファーで水和した。リポソームの外相をpH7.5 PBSに置換した後、リポソーム溶液にABC及びドキソルビシンを混合することで両化合物を封入した。結果、およそ80%程度のドキソルビシン封入率が示された。更に本ナノ粒子を加温すると、速やかなドキソルビシンの放出が確認できたことから、CO2の産生が示唆された。以上の結果から、本研究によってセラノスティクスシステムの基盤となるCO2産生ナノ粒子の開発に成功した。今後、本ナノ粒子の有用性を評価するために、in vivoにて詳細な検討を進め、セラノスティクスシステムの構築を目指す。