Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

NANOPARTICLES TO OPTIMIZE THE EFFECTS OF RADIOTHERAPY OF BRAIN TUMORS: MULTI-SCALE MODELING AND EXPERIMENTAL VALIDATION (RXnanoBRAIN)

Alternativ tittel: NANOPARTIKLER FOR Å OPTIMALISERE EFFEKT AV STRÅLETERAPI PÅ HJERNEKREFT: MULTI-SKALA MODELLERING OG EKSPERIMENTELL VALIDERING

Tildelt: kr 3,0 mill.

Glioblastoma multiforme (GBM) er den vanskeligste form for hjernekreft å behandle. Utfordringene er begrensningen av irreversibel hjerneskade og infiltrasjon av kreftceller inn i normalvevet, som er den ultimate årsaken til gjenvekst. Det terapeutiske effekten kan forbedres mye ved hjelp av en bildestyrt strålebehandling (IGRT). Økt strålefølsomhet basert på metallbaserte nanopartikler tiltrekker seg betydelige interesser. Vi vil designe en ny theranostisk (terapeutisk og diagnostisk) nanopartikkel som muliggjør dual-modalitet (magnetisk resonans (MR) og computertomografi (CT)) tumoravbildning og samtidig forsterke effekten av strålebehandlingen. Dette gir mulighet for mer presis tumorlokalisering og redusere toksisiteten på omkringliggende normalvev. Vi vil demonstrere at nanopartiklene er svært kompatible med nåværende CT-guidet strålebehandling og nye MR-guidede tilnærminger. Ved å bruke nanomedisin og fysikk-baserte modelleringer og multiskala Monte Carlo-simuleringer, vil vi forvente forbedrede behandlingseffekter. Ettersom gliomassosierte makrofager (GAM) kan påvirkes av tumoravledede cytokiner og undertrykke terapeutiske immunresponser, vil GAMs involvering terapeutisk respons bli karakterisert. Neuropilin-1 (NRP-1) som er overuttrykket av angiogene endotelceller, er også implisert i GAM-immunpolarisering. Ved å bruke nanopartiklene konjugert til KDKPPR peptid spesifikt for NRP-1, vil vi karakterisere vaskulære, inflammatoriske og immunologiske påvirkninger. Siden den ekstracellulære matriks (ECM) spiller en sentrale rolle i de infiltrative egenskapene til GBM vil vi evaluere celle-ECM-interaksjoner og dens betydning for srålefølsomheten.

-

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most difficult brain cancer to treat. Major challenges are the limitation of irreversible brain damage and the infiltrative part of the tumor tissue which is the ultimate cause of recurrence. The therapeutic ratio can be widely improved using an image-guided radiation therapy (IGRT). Radiosensitization by metal-based nanoparticles attracts significant interests and beyond this, radiotherapy is entering a new era with the emergence of promising clinical concepts for IGRT. We will design a novel theranostic AGuIX® design nanoparticle made of polysiloxane network, gadolinium (Gd) and bismuth (Bi) chelates that enable dual-modality (magnetic resonance (MR) and computed tomography (CT)) tumor imaging and radiation-dose enhancement providing clinicians with more options for precise tumor localization while mitigating toxicity in surrounding healthy tissue. We will demonstrate that the Gd-Bi AGuIX®-based nanoparticles are highly compatible with current CT-guided radiation therapy and emerging MR guided approaches. Using physics modeling and multiscale Monte Carlo simulations, we will provide a progress beyond the state-of-the-art by introducing a novel combination of imaging modalities for IGRT and treatment planning in nanomedicine. As glioma-associated macrophages (GAM) can be influenced by tumor derived cytokines, suppressing adaptive immune responses, their involvement will be characterized. Neuropilin-1 (NRP-1) overexpressed by angiogenic endothelial cells, is also implicated in GAM immune polarization. Using these AGuIX® nanoparticles conjugated to KDKPPR peptide specific to NRP-1, we will characterize vascular, inflammatory, and immunological impacts. As the extracellular matrix (ECM) plays pivotal roles in the infiltrative characteristics of GBM, to characterize the radiosensitization effect, we will evaluate the cell-ECM interactions.

Budsjettformål:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale