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MRI确定光动力疗法的最佳治疗时间:临床前研究

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近日来自国立科技大学“MISIS”,莫斯科理工大学(MIREA)和俄罗斯国立皮罗戈夫研究型医科大学的科研小组在提高肿瘤光动力疗法(PDT)疗效的研究上取得新进展!根据创新方案进行治疗,在一系列临床前试验中,70%的小鼠肿瘤停止生长。结果发表在Pharmaceutics杂志上,标题为” HSA—Coated Magnetic Nanoparticles for MRI-Guided Photodynamic Cancer Therapy”。

MRI确定光动力疗法的最佳治疗时间:临床前研究
PDT能有效靶向杀伤肿瘤细胞,在肿瘤领域有广泛的应用。然而,其用途受限于光进入组织的深度较浅以及光敏剂在肿瘤组织中积累不充分。经过工程改造将光敏剂分子与纳米颗粒结合(载有光敏剂分子的磁性纳米颗粒,MNPs)可以增强其对肿瘤组织的靶向性,但是药物在肿瘤组织和正常组织中积累的浓度是高度可变的。这就意味着要想进一步提高肿瘤PDT的疗效,就需要寻找到最佳的光照射时间——即药物浓度在肿瘤组织中达到峰值的时刻。

MRI确定光动力疗法的最佳治疗时间:临床前研究
研究者利用核磁共振成像(MRI)来预测肿瘤中光敏剂积累的峰值时间,从而确定光照射的最佳时间。在小鼠注射MNPs后,研究人员使用MRI实时跟踪其在动物血液中的运动及其在组织中的累积水平。MRI显示注射后60分钟肿瘤中MNPs达到峰值。

该团队使用原子发射光谱法测量铁浓度和荧光成像以测量肿瘤组织中的药物积累。值得注意的是,肿瘤中的光敏剂递送曲线与MNP积累动力学的一致,表明这两种组分一起递送至肿瘤部位并且在体内表现为单一复合物。

研究人员在注射后的不同时间点用PDT治疗动物并评估所得的肿瘤生长曲线。研究者对三组小鼠进行了为期21天的临床前试验。第一组在注射试验药物后30分钟接受光照,第二组在60分钟后接受光照,第三组在接受三小时或更长时间后接受光照。
与MRI预测的药物在肿瘤中达到峰值的时间一致,注射后60分钟进行的PDT在抑制肿瘤生长方面比在注射后30或240分钟进行的治疗更有效。

MRI确定光动力疗法的最佳治疗时间:临床前研究
在治疗后第一周,与对照组相比,所有接受PDT的动物的肿瘤都延迟生长。在第7天,在注射后30或60分钟照射的小鼠中未发现肿瘤,而第三组中小鼠的肿瘤小于对照组中的。然而,从第10天开始,在第三组中观察到肿瘤再生。第一组中的动物在第14天开始复发,但是第二组中的所有动物在第22天都没有肿瘤。

研究人员得出结论,使用MRI跟踪体内的MNPs可以预测肿瘤中药物浓度达到峰值的时间,从而能够确定PDT的最佳治疗时间。在不久的将来,该团队计划开始混合纳米粒子的临床试验。

文献:https://www.mdpi.com/1999-4923/10/4/284
作者:Petr Ostroverkhov 1, Alevtina Semkina 2, Victor Naumenko 3, Ekaterina Plotnikova 4, Raisa Yakubovskaya 4, Stepan Vodopyanov 3, Artem Abakumov 5, Alexander Majouga 3,6,7, Michael Grin 5, Vladimir Chekhonin 2 and Maxim Abakumov 2,3,*
作者单位:
1Institute of Fine Chemical Technology, Moscow Technological University (MIREA), 86 Vernadsky Avenue, Moscow 119571, Russia
2Department of Medical Nanobiotechnology, Pirogov Russian National Research Medical University, Ostrovitianov str. 1, Moscow 117997, Russia
3Laboratory of Biomedical Nanomaterials, National Research Technological University “MISiS”, Leninskiy Prospekt 4, Moscow 119049, Russia
4FSBI NMRRC of the Ministry of Health of the Russian Federation, 2-Y Botkinskiy Proyezd 3, Moscow 125284, Russia
5Skolkovo Institute of Science and Technology, Nobelya Ulitsa 3, Moscow 121205, Russia
6Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Miusskaya sq., 9, Moscow 125047, Russia
7Department of Chemistry, Moscow State University, Leninskie Gory 1/3, Moscow 119991, Russia
参考新闻:
https://www.technologynetworks.com/drug-discovery/news/targeted-photodynamic-therapy-stops-tumor-growth-in-70-of-mice-314178
https://physicsworld.com/a/mri-optimizes-photodynamic-therapy-efficacy/


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