Multifunktionale Bariumsulfat-Nanopartikel als Carrier für theranostische Anwendungen

Ziel/Aim Der klinische Routineeinsatz von Alphaemittern, speziell ²²³Ra, ist derzeit auf Xofigo® beschränkt. Es ist von Interesse, weitere Anwendungen für Alphaemitter zu entwickeln. Ein vielversprechender Ansatz dabei sind Ba(Ra)SO₄-Nanopartikel (NP), an deren Oberfläche Peptide und Antikörper geknüpft werden können. Die Radiomarkierung mit ²²⁴Ra, ^131/133Ba und anderen Radionukliden wird untersucht sowie das Verhalten gegenüber Humanserum getestet.

Methodik/Methods Die NP wurden in einer zweistufigen Reaktion hergestellt. Zunächst wurde eine wässrige Lösung von Ba(NO₃)₂ und Natriumalendronat vorgelegt (und evtl. Radionuklid) und Bariumalendronat durch Zugabe von Ethanol gefällt. Im zweiten Reaktionsschritt wurde eine (NH₄)₂SO₄-Lösung zugegeben und die modifizierten BaSO₄-NP erhalten. Die NP wurden mittels TEM und EDX untersucht und die Stabilitäten der radiomarkierten NP wurden durch Rezentrifugation bestimmt.

Ergebnisse/Results NP von ca. 20 nm Durchmesser mit enger Größenverteilung und einheitlicher Morphologie wurden erhalten (vgl. Vorarbeiten: 140 nm, breite Verteilung, unterschiedliche Morphologie). Radiomarkierungen mit ⁸⁹Zr, ¹¹¹In, ^131/133Ba, ¹⁷⁷Lu und ²²⁴Ra wurden erfolgreich getestet und die Stabilität nach 7 Tagen bestätigt (Release < 10 %).

Die Funktionalisierung mit Alendronat und die Anknüpfung eines Biomoleküls wurden modellhaft durch Reaktion mit FITC erfolgreich überprüft. Bei Seruminkubation wurde mit zunehmender Serumkonzentration die Bildung einer Proteinkorona beobachtet.

Schlussfolgerungen/Conclusions BaSO₄-NP sind stabile Carrier für Radiumionen, aber auch andere Radionuklide. Theranostische Ansätze sind durch Kombination bestimmter Radiometalle mit verschiedenen Vektormolekülen auf der NP-Oberfläche möglich. Die Größe der NP ist geringer als in unseren vorherigen Arbeiten, sodass die nächsten Versuche In-Vitro-Bindungsstudien targetspezifisch funktionalisierter NP und die Untersuchung des In-vivo-Verhaltens beinhalten.