2024 Fiscal Year Final Research Report

Development of radiosensitized nanoparticles for all cancers using simple and innovative surface-modified DDS

Research Project

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Project/Area Number	22K07771
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	Akasaka Hiroaki 神戸大学, 医学研究科, 特命助教(PD) (20707161)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	荻野千秋神戸大学, 工学研究科, 教授 (00313693) 佐々木良平神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267) 宮脇大輔神戸大学, 医学部附属病院, 特命准教授 (30546502) 中山雅央神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (60582004) 椋本成俊神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (70634278) 清水康之神戸大学, 医学部附属病院, 特命技術員 (80824234)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	ナノ粒子 / 放射線増感剤 / DDS
Outline of Final Research Achievements	In this study, a novel method for surface functionalization of titanium peroxide nanoparticles with anti-CD44 antibodies was developed to enhance radiation sensitization. Tannic acid was used to non-covalently and efficiently attach the antibodies to the nanoparticles, allowing for versatile molecular interactions. The antibody-functionalized nanoparticles (PPN-PAATiOx) exhibited approximately 2-fold higher affinity for CD44-positive cells in vitro and approximately 2-fold higher affinity in vivo, with enhanced cellular uptake. Tumor accumulation and radiation sensitization were also increased by about 2-fold, leading to a significant 50% inhibition of cancer cell growth (p < 0.05). Moreover, the targeting function was maintained in vivo, demonstrating high efficacy. This method shows promise for precision medicine in cancer therapy and can be extended to other nanomaterials.
Free Research Field	放射線科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	この研究成果の学術的意義は、抗体をナノ粒子表面に効率的に修飾する新手法を確立したことである。この手法は、放射線増感効果を持つナノ粒子の標的化を実現し、がん治療の精密医療に寄与する可能性がある。タンニン酸を利用した抗体の非共有結合的修飾法は、簡便でありながら強力な標的化能力を示し、他のナノ材料にも応用可能と考えられる。社会的意義としては、この技術ががん治療の新たなアプローチを提供し、放射線治療とナノテクノロジーを組み合わせた治療法を実現する可能性がある。放射線感受性向上により、がん患者の治療効果を高め、副作用の軽減が期待できる。