Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Наночастичная усиленная радиотерапия с использованием наночастиц оксида титана

Гарет Уэйкфилд, Мартин Гарденер, Мэтт Сток и Меган Адэр

Оксид титана — фотоактивный материал, который генерирует гидроксильные свободные радикалы посредством расщепления воды. При легировании редкоземельными ионами наночастицы оксида титана активируются рентгеновскими лучами и электронами, генерируемыми рентгеновскими лучами, и используются для улучшения лучевой терапии солидных опухолей. Поскольку наночастицы генерируют свободные радикалы посредством расщепления воды, присутствие молекулярного кислорода не требуется, и можно воздействовать на агрессивные гипоксические опухоли. Клоногенный анализ клеток радиорезистентного рака поджелудочной железы (PANC-1) показывает коэффициент усиления дозы лучевой терапии 1,9 при клинически значимых нагрузках наночастиц. Быстрорастущий ксенотрансплантат рака ротоглотки (FaDu) демонстрирует, что наночастицы оксида титана, легированные редкоземельными элементами, доставленные путем внутриопухолевой инъекции, рассеиваются по всей опухоли, поглощаются раковыми клетками и подвергаются пассивному накоплению в аппарате Гольджи. Инцидентная радиотерапия активирует наночастицы для производства гидроксильных свободных радикалов, разрушая аппарат Гольджи и вызывая апоптоз опухолевых клеток. Это приводит к сокращению пролиферирующих раковых клеток и, как следствие, снижению скорости повторного роста опухоли в 3,8 раза. При использовании наночастиц в дополнение к радиотерапии не наблюдается увеличения системной токсичности. Таким образом, наночастицы оксида титана, легированные редкоземельными элементами, представляют собой новый подход к лечению опухолей путем разрушения аппарата Гольджи клеток во время радиотерапии.