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약물 운반체로서의 폴리머 디스크 나노 입자에 대한 평가
배장열,오은설,안혁주,기재홍,BAE, J.Y.,OH, E.S.,AHN, H.J.,KEY, Jaehong 대한의용생체공학회 2017 의공학회지 Vol.38 No.1
우리가 예상했던 DPNs의 지름은 약 500 nm였으며 이는 SEM과 AFM 영상, Size Distribution을 통해 기대했던 것과 유사한 크기를 가진다는 것을 확인하였다. 또한, Zeta potential은 약 $-17.8{\pm}4.4mV$으로 측정되었다. Zeta potential이 +30 mV이상이면 강한 양성을 띤다고 한다. 나노 입자의 Zeta potential이 강한 양성이면 nonspecific cellular interaction이 높아지지만 간에 의해 쉽게 제거되며, hemolytic activity가 높아지기 때문에 약물 전달을 하기에 적합하지 않은 것으로 알려져 있다. 또한 강한 음성이어도 간에 의해 제거될 확률이 높아진다. 하지만 나노 입자의 Zeta potential이 중성이거나 약한 전하를 띠면 혈액에서 제거가 잘 되지 않아 혈액에 오랫동안 남을 수 있어 약물전달에 유리하고, 약 -15 mV의 전하를 띤 입자는 tumor site에 high accumulation됨이 알려져 있다[14]. DPNs의 경우 $-17.8{\pm}4.4mV$이므로 인체에 적용하기에 적합한 것으로 판단된다. DPNs의 Encapsulation Efficiency는 약 $43.8{\pm}6.6%$로 Nano-precipitation과 같은 Bottom-up 방식보다 낮은 수치를 나타내었지만, 독성이 강한 Salinomycin을 사용함으로써 이를 해결할 수 있을 것으로 생각되며 적은 양의 약물만으로 항암효과를 나타낼 수 있을 것으로 기대된다. 암세포와 함께 배양했을 때 형광 현미경으로 확인해본 결과 암세포 주변에 나노 입자가 이동한 것으로 보아 Targeting ligand나 Peptide, Aptamer를 이용하면 더욱 정확한 암세포 표적화를 이룰 수 있을 것으로 예상된다[15]. DPNs의 Drug Carrier로서의 평가는 Loading Amount와 Drug Releasing Profile을 통해 추가로 검증을 할 예정이며, Cell viability를 실행하여 DPNs의 In vitro 항암 효과를 확인하고 In vivo 실험을 진행할 예정이다. Chemotherapy, radiation therapy, and surgery are major methods to treat cancer. However, current cancer treatments report severe side effects and high recurrences. Recent studies about engineering nanoparticles as a drug carrier suggest possibilities in terms of specific targeting and spatiotemporal release of drugs. While many nanoparticles demonstrate lower toxicity and better targeting results than free drugs, they still need to improve their performance dramatically in terms of targeting accuracy, immune responses, and non-specific accumulation at organs. One possible way to overcome the challenges is to make precisely controlled nanoparticles with respect to size, shape, surface properties, and mechanical stiffness. Here, we demonstrate $500{\times}200nm$ discoidal polymeric nanoconstructs (DPNs) as a drug delivery carrier. DPNs were prepared by using a top-down fabrication method that we previously reported to control shape as well as size. Moreover, DPNs have multiple payloads, poly lactic-co-glycolic acid (PLGA), polyethylene glycol (PEG), lipid-Rhodamine B dye (RhB) and Salinomycin. In this study, we demonstrated a potential of DPNs as a drug carrier to treat cancer.
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암 진단 및 치료용 디스크 나노 입자의 향상된 입자 생산법에 관한 연구
배장열,오은설,이현,기재홍,BAE, J.Y.,OH, E.S.,LEE, H.,KEY, Jaehong 대한의용생체공학회 2016 의공학회지 Vol.37 No.1
나노 입자는 암의 조기 진단과 효과적인 치유를 위한 약물 전달체 또는 영상 조영제로 연구개발 되어왔다. 이러한 나노 입자는 주로 EPR effect로 인해 효과적으로 암 세포를 표적하는 것이 가능하다고 보고되었고, 주로 구형의 나노 입자들이 이러한 실험에 적용되었다. 그러나 최근 EPR effect가 사람의 암 치료에 있어서는 큰 효과를 나타내지 않는다는 한계점이 여러 연구를 통해 제시되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 구형 나노 입자의 한계점을 극복하기 위한 새로운 형태의 디스크 나노 입자를 제안하고, 디스크 나노 입자의 생산 과정과 입자의 질을 향상시키기 위한 입자 생산방법에 관한 연구 내용을 보고하였다. 본 연구를 통해 생산된 디스크 나노 입자는 인간 유방암인 MCF7 세포에 적용하여 항암제 전달체로써의 가능성을 평가하였다. Nanoparticles have been studied as therapeutic and imaging agents for the early detection and cure of cancer, Cancer Theranostics. Nanoparticles were considered to effectively target cancer cells due to Enhanced Permeability and Retention (EPR) effect and most nanoparticles have been evaluated by using spherical shapes. However, the problem that the EPR effect is not so effective for human cancer therapy was recently brought up. Therefore, in this study, we suggest novel discoidal nanoparticles to overcome this problem, focusing on their manufacturing process and quality control. Herein, we demonstrate the improved manufacturing method of discoidal nanoparticles and their potential to apply to MCF 7, human breast cancer treatment.
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이총명,한현호,장병한,오은설,기재홍,Lee, Chongmyeong,Han, Hyeonho,Jang, Byonghan,Oh, Eunseol,Key, Jaehong 대한의용생체공학회 2017 의공학회지 Vol.38 No.3
Cancer is one of the most challenging human diseases. Current clinical methods have limitations for early-stage cancer diagnosis and effective therapy. Moreover, current surgical methods to remove tumors are not precise enough and chemotherapy destroys normal tissues as well as malignant tumors, resulting in severe side effects such as hair loss, vomiting, diarrhea, and blood disorders. Recently, nanotechnology using nano-sized particles suggests advanced solutions to overcome the limitations. Various nanoparticles have been reported for more accurate diagnosis and minimized side effects. However, current nanoparticles still show limited targeting accuracy for cancer generally below 5% injection dosage. Therefore, herein we report a new nanoparticle inducing device(NID) to guide the nanoparticles externally by using both variable magnetic fields and blood flows. NID can be a promising approach to improve targeting accuracy for drug delivery using iron oxide nanoparticles. 본 논문은 자석을 회전시켜 실시간으로 자기장을 변화시키고 그로 인해 특정 조건에서 산화철 나노입자를 side point(피부)보다 center point(심부)에서 더 많이 유도할 수 있다는 가능성을 제시하였다. 향후 연구로 유속에 따른 Critical Magnetic flux density, 시간에 따른 나노입자 축적량, 자기장과 산화철 나노입자의 상호작용을 고려한 실험 설계, 전자석 등을 이용한 자기장조절을 연구하여 실질적인 혈관에서 본 실험을 진행할 계획이다.
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김만진,송병주,김시은,이창선,임지은,오은설,이근숙,조성임,김광중,박성섭,성문우 대한진단검사의학회 2021 Laboratory Medicine Online Vol.11 No.4
Background: While several factors contribute to breast cancer pathogenesis, hereditary breast cancer results from a genetic predisposition. Genes associated with hereditary breast cancer may be divided into high- and low-penetrance genes depending on their risk rates. BRCA1 and BRCA2 are typical high-penetrance genes that increase the risk of developing breast and ovarian cancers upon undergoing mutations. This study aimed to evaluate the clinical performance of BRCAaccuTestTM (NGeneBio, Korea). Methods: BRCAaccuTestTM is a reagent used to produce libraries for analyzing BRCA1/2 genes using next-generation sequencing (NGS), which analyzes blood-derived genomic DNA. Libraries with adapters and barcodes compatible with the Illumina platform were produced. The clinical performance of NGS-based BRCAaccuTestTM in identifying BRCA1/2 mutations was compared with that of the traditional Sanger sequencing method. Both NGS and Sanger sequencing were performed in a single laboratory using archival DNA from blood samples of 212 patients with breast cancer. Results: All target regions amplified were successfully sequenced to obtain a minimum coverage of 20, demonstrating 100% concordance with the pathogenic single-nucleotide variations and small insertions-deletions previously identified by Sanger sequencing. Conclusions: This study demonstrates the feasibility of using BRCAaccuTestTM to detect the BRCA1/2 mutations with high accuracy.
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