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DOI: 10.1055/s-2006-941062
Herstellung und Erprobung ultrakleiner superparamagnetischer Eisenoxid-Partikel (USPIO) mit spezifischer Bindung an alpha-v-beta3-Integrine auf Endothelzellen
Ziele: Das Ziel war die Herstellung und Erprobung 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) beschichteter USPIOs und deren Kopplung an RGD-Peptide zur spezifischen Darstellung von Endothelzellen. Methode: Der superparamagnetische Kern der USPIOs wurde durch Kopräzipitation von Eisen und Eisensalzen in Natriumhydroxidlösung synthetisiert. Danach wurden die Partikel bei hoher Temperatur durch einen Dehydratisierungprozess mit organischen APTMS überzogen. Das RGD wurde anschließend über eine freie Carboxylgruppe mit der Oberfläche der aktivierten Partikel verestert. Endothelzellen der menschlichen Nabelschnur (HUVECs) wurden mit den RGD-USPIOs inkubiert. Als Kontrollen wurden RGD-USPIOs mit freien RGDs (Kompetition) und USPIOs ohne RGD verwendet. Die zeitabhängige (10 Minuten, 20 Minuten, 1h, und 3h) Aufnahme der Partikel (Eisenkonzentration 0.03µmol/L) wurde anhand von Berliner-Blau-Färbung, Elektronenmikroskopie, ICP-MS und MRT (1.5 T) analysiert. Ergebnis: Der mittlere Gesamtdurchmesser der Siliziumwasserstoff beschichteten USPIOs lag bei 10 nm. Die T2-Relaxivität der Partikel betrug 130 mmol-1s-1. Sowohl anhand der Änderung der T2-Relaxationszeiten von HUVECS in Gelatine als auch anhand der mit ICP-MS bestimmten Eisenkonzentrationen konnte gezeigt werden, dass RGD-USPIOs insbesondere zu frühen Zeitpunkten deutlich stärker aufgenommen wurden als USPIOs. Die Aufnahme von RGD-USPIOs konnte durch Zugabe von freiem RGD inhibiert werden. Nach 3 Stunden jedoch zeigten auch die USPIO inkubierten HUVECs eine deutliche Aufnahme der Partikel, wodurch sich die intrazellulären Eisenkonzentrationen annäherten. Dies kann möglicherweise durch zunehmende unspezifische Phagozytose der Partikel erklärt werden kann. Toxische Effekte der RGD-USPIO und USPIO auf die HUVECs wurden nicht beobachtet. Schlussfolgerung: Es wurde gezeigt, dass APTMS beschichtete USPIOs durch eine Kopplung mit RGD-Peptiden spezifisch an alpha-v-beta-drei-Integrinen auf Endothelzellen binden, sich intrazellulär anreichern und zu einer effizienten Markierung von Endothelzellen führen.
Korrespondierender Autor: Zhang C
Deutsches Krebsforschungszentrum, Medizinsche Physik in der Radiologie, Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg
E-Mail: chunfu.zhang@dkfz.de
Key words
USPIO - Molekulare Bildgebung - Angiogenese