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Zinc-Doped Iron Oxide Nanoparticles as a Proton-Activatable Agent for Dose Range Verification in Proton Therapy.
Ibáñez-Moragues, Marta; Fernández-Barahona, Irene; Santacruz, Rocío; Oteo, Marta; Luján-Rodríguez, Víctor M; Muñoz-Hernando, María; Magro, Natalia; Lagares, Juan I; Romero, Eduardo; España, Samuel; Espinosa-Rodríguez, Andrea; García-Díez, Miguel; Martínez-Nouvilas, Víctor; Sánchez-Tembleque, Víctor; Udías, José Manuel; Valladolid-Onecha, Víctor; Martín-Rey, Miguel Á; Almeida-Cordon, Edilia I; Viñals I Onsès, Sílvia; Pérez, José Manuel; Fraile, Luis Mario; Herranz, Fernando; Morcillo, Miguel Ángel.
Afiliación
  • Ibáñez-Moragues M; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • Fernández-Barahona I; Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
  • Santacruz R; Instituto de Química Médica-Consejo Superior de Investigaciones Científicas IQM-CSIC, Nanomedicine and Molecular Imaging Group, 28006 Madrid, Spain.
  • Oteo M; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • Luján-Rodríguez VM; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • Muñoz-Hernando M; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • Magro N; Instituto de Química Médica-Consejo Superior de Investigaciones Científicas IQM-CSIC, Nanomedicine and Molecular Imaging Group, 28006 Madrid, Spain.
  • Lagares JI; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • Romero E; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • España S; Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT, Medical Applications of Ionizing Radiation Unit, 28040 Madrid, Spain.
  • Espinosa-Rodríguez A; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
  • García-Díez M; Instituto de Investigación del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain.
  • Martínez-Nouvilas V; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
  • Sánchez-Tembleque V; Instituto de Investigación del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain.
  • Udías JM; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
  • Valladolid-Onecha V; Instituto de Investigación del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain.
  • Martín-Rey MÁ; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
  • Almeida-Cordon EI; Instituto de Investigación del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain.
  • Viñals I Onsès S; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
  • Pérez JM; Instituto de Investigación del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain.
  • Fraile LM; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
  • Herranz F; Instituto de Investigación del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain.
  • Morcillo MÁ; Nuclear Physics Group, Universidad Complutense de Madrid, IPARCOS &EMFTEL, CEI Moncloa, 28040 Madrid, Spain.
Molecules ; 28(19)2023 Sep 29.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-37836718
ABSTRACT
Proton therapy allows the treatment of specific areas and avoids the surrounding tissues. However, this technique has uncertainties in terms of the distal dose fall-off. A promising approach to studying the proton range is the use of nanoparticles as proton-activatable agents that produce detectable signals. For this, we developed an iron oxide nanoparticle doped with Zn (IONP@Zn-cit) with a hydrodynamic size of 10 nm and stability in serum. Cytotoxicity, defined as half of the surveillance, was 100 µg Zn/mL in the U251 cell line. The effect on clonogenic cell death was tested after X-ray irradiation, which suggested a radioprotective effect of these nanoparticles at low concentrations (1-10 µg Zn/mL). To evaluate the production of positron emitters and prompt-gamma signals, IONP@Zn-cit was irradiated with protons, obtaining prompt-gamma signals at the lowest measured concentration (10 mg Zn/mL). Finally, 67Ga-IONP@Zn-cit showed accumulation in the liver and spleen and an accumulation in the tumor tissue of 0.95% ID/g in a mouse model of U251 cells. These results suggest the possibility of using Zn nanoparticles as proton-activatable agents to verify the range by prompt gamma detection and face the challenges of prompt gamma detection in a specific biological situation, opening different avenues to go forward in this field.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Nanopartículas / Terapia de Protones Límite: Animals Idioma: En Revista: Molecules Asunto de la revista: BIOLOGIA Año: 2023 Tipo del documento: Article País de afiliación: España

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Nanopartículas / Terapia de Protones Límite: Animals Idioma: En Revista: Molecules Asunto de la revista: BIOLOGIA Año: 2023 Tipo del documento: Article País de afiliación: España