Эффективность легированных диоксидом титана радиосенсибилизирующих наночастиц в условиях гипоксии и получение эмболизационной микрочастицы

Целью данного исследования была разработка протокола производства для крупномасштабного получения легированных радиосенсибилизирующих наночастиц диоксида титана (НЧ), установление их активности в условиях гипоксии и создание мультимодальной радиосенсибилизирующей эмболизационной частицы для лечения рака. Ранее мы показали, что радиосенсибилизирующие НЧ могут быть синтезированы из диоксида титана, легированного редкоземельными элементами, особенно гадолинием. Для внедрения этой технологии в клиническую практику важным этапом является поиск подходящего масштабируемого высокопроизводительного метода. В настоящей работе для получения НЧ из прекурсоров титана и гадолиния использовали пламенный пиролиз распылением (FSP), что позволило получить НЧ диоксида титана, легированные 5 ат% гадолиния. НЧ были полностью охарактеризованы, а их способность действовать как радиосенсибилизаторы подтверждена клоногенными тестами. Целостность НЧ in vitro также была оценена с учетом потенциально неблагоприятного воздействия свободного гадолиния на организм. Затем активность НЧ исследовали в условиях гипоксии, поскольку она часто препятствует эффективной лучевой терапии. Радиосенсибилизационные эксперименты in vitro проводили с использованием миметиков гипоксии — дефероксамина и хлорида кобальта, — а также в условиях истинной гипоксии при концентрации кислорода 0,2%. Было показано, что радиосенсибилизирующие НЧ вызывают значительное увеличение гибели клеток даже после облучения в гипоксических условиях, характерных для опухолей. Затем синтезированные НЧ использовали для модификации полистирольных эмболизационных микрочастиц. НЧ спекали на поверхности микрочастиц путем нагревания при 230°C в течение 15 минут. Это обеспечило хорошее покрытие поверхности и позволило получить эмболизационные частицы, обладающие радиосенсибилизирующими свойствами. Таким образом, такие мультимодальные частицы могут вызывать окклюзию кровеносных сосудов опухоли одновременно с локальной генерацией активных форм кислорода, в том числе в гипоксических условиях, характерных для центра опухоли.