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>纳米技术专栏>克里斯蒂安Schoen.>客户聚光灯 - 金纳米粒子介导的HSP70膜阳性肿瘤的多模态CT成像

克里斯希恩
总统
Nanopartz Inc.

抽象的:
从慕尼黑技术大学的科学家首次成功地利用了膜-Hsp70官能化的金纳米颗粒,用于临床前的肿瘤特异性光谱CT成像。作为本研究的中心因素,使用来自纳米匹马斯的PEG-胺涂覆的金纳米颗粒,其用抗膜HSP70抗体进一步官能化,使它们具有高度肿瘤特异性的体内应用。

10月17日,2020年

客户聚光灯 - 金纳米粒子介导的HSP70膜阳性肿瘤的多模态CT成像

热休克蛋白70作为肿瘤靶

除了在所有核细胞中的生理学,细胞溶质表达之外,分子伴侣热休克蛋白70(HSP70,HSP70-1,HSPA1A,#3303)仅呈现在恶性转化细胞的质膜上。筛查1200多个患者的肿瘤活组织检查表明,大多数主要被诊断的多个实体恶性肿瘤,但都没有测试的相应正常组织,表现出膜HSP70阳性表型。证据表明,在整个哺乳动物免疫系统的演变中,HSP70特异性受体被制定为针对癌症疾病的第一道防御。仿生调整该发现使尖端研究能够呈现更精确的诊断和治疗肿瘤靶向方法。

使用光谱-CT检测肿瘤检测。上行:轴向视图,底行:开花视图。AUNP量从黑色(6.5mg / ml)上的红色(10mg / ml)到白色(13.5mg / ml)。(左列)用IgG-AUNP注入的小鼠的光谱CT视图;(右柱)用CMHSP70.1-AUNP注入的小鼠的光谱CT视图


在科学期刊“癌症”(https://www.mdpi.com/2072-6694/12/5/1331),德国科学家首次显示金纳米粒子可以在利用抗HSP70抗体的利用时肿瘤特异,该抗HSP70.1提供了CMHSP70.1,提供了一种强大的造影剂,用于光谱CT应用。在临床前试验中,在静脉内施用之后,在肿瘤中富集大量HSP70活化的纳米颗粒。HSP70 MAB缀合的金纳米粒子由斯特凡斯坦德博士和加布里埃尔·穆特诺教授的科学家们开发,他们在慕尼黑技术大学医学院举行了“实验辐射科学和放射治疗”主席,密切合作Melanie Kimm博士来自慕尼黑技术大学Klinikum Rechts Der Isar的放射科。

膜HSP70阳性肿瘤的分子靶向

为什么HSP70激活的纳米颗粒在肿瘤靶向的焦点中?

“疟原虫相关的HSP70为靶向体内靶向的诊断和治疗肿瘤提供了理想的目标结构,因为它是肿瘤细胞专属现象”解释了该研究的启动者之一。“通过利用它作为目标结构,我们可以将感兴趣的化合物直接进入肿瘤进入肿瘤,比其传统的等同物更高,同时省略健康的身体组织。此外,在巨大的情况下发现了膜结合的HSP70美国和我们各地的同事研究的多种肿瘤实体的大多数情况,使其成为泛肿瘤标志物。在体外实验中,我们观察到膜相关的Hsp70的快速内化进入细胞质,确保强烈的细胞内靶向化合物的积累 - 即使是较大尺寸的化合物。这有助于我们向焦点提供足够高的剂量,增强治疗的有效性。

这里,金纳米粒子对我们的治疗肿瘤靶向方法特别感兴趣。治疗和诊断的组合和单一的�magic子弹括非常有吸引力,但它需要应用药物的多种不同的特征。金纳米粒子证明了高度适用于这些项目,因为一方面,它们用作光谱CT成像的特异性造影剂,不包括任何潜在的假阳性。另一方面,对于癌症治疗,它们显示其治疗潜力以加剧放射疗法。由于其高原子序数(Z = 79),金在照射时发出大量二次电子。这些所谓的螺旋钻电子具有高治疗效果,因为它们在低距离下诱导癌细胞的DNA主干中的强烈辐射诱导的损伤。HSP70改性金纳米颗粒的增加累积在密切邻近核附近尤其明显。因此,在金纳米颗粒的存在下,在肿瘤侧增强了施加的辐射的治疗效果,帮助我们保护周围的健康组织。“Stangl博士指出。

吸收肿瘤细胞中的AUNP:IgG1-AUNPS(左)的细胞内积累,以及4T1细胞中的CMHSP70.1-AUNPS(右)。


过渡到诊所

通过将HSP70改性的球形金纳米颗粒作为肿瘤特异性造影剂建立,该组面临着优化纳米颗粒的挑战,以至于它们表现出长血液循环时间,肿瘤细胞中的颗粒的快速吸收,并避免关闭- 可能导致副作用的目标。“我们从我们的研究中知道,HSP70结合纳米颗粒在细胞质中快速内化和可检测到的细胞质”报告博士“,因为结合表位在小鼠和人肿瘤细胞中相同,可能会将临床前研究迅速转移到临床中。“不仅适用于外部光束放射治疗,还用于纳米近距离放射治疗,KIMM博士和Stangl博士的方法代表了一个有趣的目标。

纳米帕塔斯球形金纳米粒子来自纳米匹马斯起到至关重要的作用

我们的方法的核心是来自纳米哌啶的聚乙二醇化球形金纳米颗粒,其与胺残留物另外的“解释。Kimm博士。胺残留物是用于马来酰亚胺激活的锚定,最终与巯基活化的Hsp70抗体缀合。在体内施加的HSP70改性的金纳米颗粒主要使用光谱-CT成像在肿瘤组织中追踪。没有观察到毒性的迹象,但需要额外的药理学和毒理学研究来证明安全性。此外,还需要一种机器学习方法发明以提高HSP70-金纳米粒子颗粒生物分布的组织学分析的准确性。总之,HSP70改性的金纳米颗粒是用于放射治疗剂以及CT成像的追踪工具。然而,这些特定金纳米粒子的可行性为可放射敏化剂及其诊所的使用仍需要更多的调查。

资金

这项工作由DFG补助金提供资金(SFB824 / 3,STA1520 / 1-1; ME 3718 / 5-1),TechnischeUniversit�tm�nchen(Topy)在DFG资金计划开放式通道出版中。根据研究项目№20-38-70039,Tagonax DFG项目№336532926,SFB824和俄罗斯基础研究基础(RFBR)提供了额外的财务支持。

更多信息

请联系中央翻译癌症研究所的斯特凡斯特朗尔博士(翻译),Klinikum Rechts der TechnischenUniversit�tm�nchen,81675慕尼黑,德国电话+49 89 4140 6013或德国慕尼黑81675德米奇(当前地址:德国慕尼黑)(当前地址:德国慕尼黑,慕尼黑,德国Lmu Munich,Marchioninistrasse 15,Marchioninistrasse 15,Marchioninistrasse 15,Marchioninistrasse 15,Marchioninistrasse 15,Marchioninistrasse 15,Marchioninistrasse 15。或Melanie Kimm博士专业页面和Klinikum Rechts Der Isar of Munich网站。

Kimm Ma。等等。金纳米粒子介导的HSP70膜阳性肿瘤的多模态CT成像。癌症(巴塞尔)12,5(2020)。DOI:10.3390 / cancers12051331。PMID:32456049.

用于本研究的纳米帕特斯产品
用于该研究的产品是我们的准确球形金纳米颗粒,具有CTAB封端剂。CTAB是一种胶束,为球形金提供强烈的正电荷。产品被发现金纳米颗粒

书签:
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