Nanocząstki jako nośniki emiterów alfa w celowanej terapii

1. Nanocząstki jako nośniki emiterów alfa w celowanej terapii Edyta Leszczuk Centrum Radiochemii i Chemii Jądrowej Instytut Chemii i Techniki Jądrowej ”- LIFE SCIENCES -” , Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów, UW 9.04.2014 , Warszawa

2. Zalety cząstek alfa • duża wartość LET (≈ 100 keV/μm) • powodują podwójne pęknięcia w nici DNA (energia cząstek α: 4 - 10 MeV) • wmniejszym stopniu oddziałują na zdrowe komórki otaczające nowotwór • izotopy emitujące cząstki αsą idealne do leczenia małych guzków, przerzutów nowotworowych

3. Wybrane emitery cząstek α dla celowanej terapii

4. Nanostruktury Piłka do tenisa Kryształy soli Komórki Glukoza Peptydy Wirusy Nanocząstki typu core-shell Kropki kwantowe Micele Liposomy Dendrymery Polimery http://wichlab.com/research

5. Nanocząstki jako potencjalne radiofarmaceutyki

6. Zalety zastosowania nanocząstekjako nośników radionuklidów • Stosunkowo nieskomplikowana synteza nośnika – nanocząstek • Możliwość syntezy nanocząstek o określonych rozmiarach • Łatwość znakowania wybranym izotopem • Trwałe znakowanie nanocząstek izotopem (znikomy wyciek izotopów pochodnych z nośnika) • Możliwość przyłączenia wielu radionuklidów oraz różnego rodzaju radionuklidów do jednej nanocząstki • Możliwość pokrycia powierzchni nanocząstek związkami organicznymi np. polietylenoglikolem • Wykorzystanie mechanizmu EPR (ang. enhancedpermeability and retention) w celu dostarczenia nanocząstek do guza • W Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej prowadzone są badania nad następującymi • rodzajami nanocząstek: • Nanozeolity • Nanocząstki dwutlenku tytanu • Nanocząstki złota

7. Mex/n[(AlO2)x(SiO2)y]· zH2O labilne kationy Szkielet zeolitu (ładunek -1) Nanozeolity Selektywność jonowymienna różnych zeolitów Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+ > Ra2+ Ca2+ > Sr2+ > Mg2+ > Ba2+ > Ra2+ Ca2+ > Mg2+ > Sr2+ > Ba2+ > Ra2+ Ra2+ > Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ |Na12 (H2O)27|8 [Al12Si12O48]8 • Skaningowa mikroskopia elektronowa • Transmisyjna mikroskopia elektronowa • Metoda dynamicznego rozpraszania światła

8. Przyłączanie biokoniugatu do powierzchni nanozeolitu + NaA NaA Woda/etanol (4% v/v) t = 1 h NaA-silan-PEG-SP(5-11)

9. 223Ra α, 11.4 d 5.7 MeV 219Rn α, 3.96 s 6.8 MeV 215Po α, 1.78 ms 7.4 MeV 211Pb , 36.1 min 0.447 MeV 211Bi α, 2.17 min 6.6 MeV 207Tl , 4.77 min 1.42 MeV 207Pb stabilny Stabilność nanozeolituNaA wyznakowanego 223Ra

10. Nanocząstki dwutlenku tytanu • Dwutlenek tytanu wykazuje wysokie właściwości jonowymienne i tworzy silne wiązania koordynacyjne w wielowartościowymi kationami: M+ < M2+ < M3+ < M4+ • Synteza nanocząstek o niewielkich rozmiarach ( 5 – 25 nm)jest zazwyczaj prosta do przeprowadzenia. • Niektóre rodzaj nanocząstek TiO2 mogą wykazywać duże rozwinięcie powierzchni właściwej (> 200 m2/g). + n H+ + n M OM OH OH OH OH OH OH OH OH OH OM OH OH OH MO TiO2 TiO2 OH OH OH OH OH OH OH MO OH OH OH OM OH OH OH OH OH

11. Synteza i znakowanie nanocząstek TiO2-Ag i TiO2-Rh 1)Sorpcja Ag+ 2)Redukcja Ag+ Znakowanie At ORh-At OAg-At ORh OAg OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OAg-At ORh-At OAg ORh OH OH OH OH OH OH OH OH At-AgO At-RhO RhO AgO TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH AgO RhO OH OH OH OH OH OH OH OH At-AgO At-RhO ORh OAg OH OH OH OH OH OH OH OH 1)Sorpcja Rh3+ ZnakowanieAt OAg-At ORh-At OH OH OH OH OH OH

12. Badanie stabilnościnanocząstek TiO2-Ag i TiO2-Rh wyznakowanych 211At

13. Nanocząstki złota znakowane 211At • Nanocząstki zsyntezowane metodą Turkiewicza • Średnica ~18 nm (DLS) • DALSZE PLANY • Synteza nowego typu nanocząstekcore-shell z wbudowanymi izotopami 211At lub 212Pb • Badania nad znakowaniem 211At nowych ultra małych nanocząstekzłota zbudowanych • z 10 atomów złota. • Badania nad znakowaniem nanocząstekzłota z przyłączonymi przeciwciałami monoklonalnymi

14. Dziękuję za uwagę