악성 교모세포종 세포 내로 혈액-뇌 종양 장벽을 가로지르는 나노 입자의 효과적인 혈관외 전달

배경: 악성 교모세포종의 혈액-뇌 종양 장벽을 가로지르는 나노입자 기반 항암제의 효과적인 혈관외 전달은 여전히 도전 과제가 되고 있다. 이는 혈액-뇌 종양 장벽 내의 기공의 생리학적 크기와 관련하여 나노입자 특성에 대한 우리의 이해가 제한적이기 때문이다. 폴리아미도아민 덴드리머는 각 세대 내에서 균일한 크기를 가진 특히 작은 다세대 나노 입자이다. 덴드리머의 크기는 각 세대가 증가할 때마다 겨우 1에서 2nm만 증가한다. 기능화된 폴리아미도아민 덴드리머 1세대에서 8세대를 사용하여, 나노입자 크기가 악성 교모세포종 세포 내의 입자 축적으로 어떻게 영향을 미치는지를 조사하였다. 방법: 자기공명 및 형광 이미징 프로브를 덴드리머 말단 아민에 결합하였다. 기능화된 덴드리머는 악성 교모세포종이 정확히 자생적으로 성장한 설치류에 정맥 내로 투여되었다. 나노입자의 혈관외 운반 및 뇌 종양 조직 내 축적은 동적 조영제 강화 자기공명 이미징을 사용하여 생체 내에서 측정되었다. 나노입자의 교모세포 내 위치는 생체 외에서 형광 이미징으로 확인되었다. 결과: 우리는 정맥 내로 투여된 기능화된 덴드리머가 직경이 약 11.7nm에서 11.9nm 미만일 경우 RG-2 악성 교모세포종의 혈액-뇌 종양 장벽의 기공을 통과할 수 있고, 더 큰 나노입자는 통과할 수 없음을 발견하였다. 투과성이 있는 기능화된 덴드리머 세대 중 장기간의 혈중 반감기를 가지는 것들은 교모세포 내에 축적될 수 있었다. 결론: 치료에 관련된 혈액-뇌 종양 장벽 기공 크기의 상한선은 약 11.7nm에서 11.9nm이다. 따라서, 직경이 11.7nm에서 11.9nm 미만이고 장기간의 혈중 반감기를 가지는 나노입자를 사용하면 악성 교모세포종 세포에 효과적인 혈관외 약물 전달을 이룰 수 있다.