研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[血液脳関門に対するナキサビルの透過性に、ナノ粒子を用いて干渉する電磁界] med./bio.

Electromagnetic interference in the permeability of saquinavir across the blood-brain barrier using nanoparticulate carriers.

掲載誌: Int J Pharm 2008; 351 (1-2): 271-281

血液脳関門BBB)を通過して抗レトロウイルス薬を移送することは、後天性免疫不全症候群(AIDS)の治療にとって非常に重要である。本研究では、電磁界EMFばく露が BBBを透過するサキナビルの透過性に与える影響が調査された。インビトロのBBBモデルが、ヒトの脳の微小血管内皮細胞(HBMEC)に基づいて設定され、移送システムにおけるレシーバー室のSQVの濃度が測定された。ポリブチルシアノアクリレート(PBCA)、メチルメタクリレート-スルホプロピルメタクリレート(MMA-SPA)、固体脂質ナノ粒子(SLN)が、配送システムのキャリアーとして用いられた。SLN の細胞毒性は、カカオ・バター成分が増大するとともに低下した。HBMECについての研究には5mV電力が適切で、目立った細胞自然死はなかった。正弦波、三角波に比べ、方形波がより大きな透過性を生み出した。EMF ばく露下の、SQVのHBMEC単分子層に対する透過性について、キャリアーの序列は、SLN>PBCA>MMA-SPMであった。また、より大きな周波数、振幅変調AM)の変調あるいは深度、あるいは、周波数変調(FM)の変調あるいは偏向は、より大きな透過性を生み出した。加えて、AM波による透過性の促進は、FM波によるそれよりも顕著であった。BBBを通過するSQVの移送行動は、PBCA、MMA-SPM、SLNといったナノ粒子とEMFばく露の組み合わせによって、強く影響を受けた。この組み合わせは、AIDSおよびその他の脳に関連した疾病の治療において臨床的適用に有益であろう。

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研究目的(著者による)

To study the impact of exposure to electromagnetic fields on the permeability of saquinavir (drug in AIDS therapy) across the blood-brain barrier. Effects of systematic parameters of electromagnetic fields (power, wave types, frequency, modulation) were especially examined.

詳細情報

Transport of anti-retroviral agents across the blood-brain barrier is of key importance for the treatment of the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS): Saquinavir is a protease inhibitor for reducing enzymatic activity and inducing immature filial generation of HIV (anti-human immunodeficiency virus). That is, saquinavir medication generates non-infectious virus to obtain therapeutical effect in the AIDS therapy. Transport of HIV agents across the blood-brain barrier is a prerequisite for the treatment of AIDS because HIV is replicated in the brain of HIV-infected individuals.
As pharmaceutical strategy for drug delivery, saquinavir was incorporated with PBCA (polybutylcyanoacrylate), MMA-SPM (methylmethacrylate-sulfopropylmethacrylate), and SLN (solid lipid nanoparticle).

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 0–915 MHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 90 min
ばく露2: 915 MHz
Modulation type: AM
ばく露時間: continuous for 90 min
ばく露3: 915 MHz
Modulation type: FM
ばく露時間: continuous for 90 min
ばく露4: 915 MHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 90 min

ばく露1

主たる特性
周波数 0–915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 90 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
チャンバの詳細 BBB model consisted of 14-ml donor and receiver chambers with magnetic stirring at the bottom
ばく露装置の詳細 model was maintained at 37 °C by a circulated water jacket and was placed at the bottom of a cylindrical copper coil with both diameter and length of 22 cm.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 5 mW - - - -

ばく露2

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 90 min
Modulation
Modulation type AM
Modulation frequency 20 MHz
Modulation depth 100 %
Additional information

sine, square, or triangle wave

ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 5 mW - - - -

ばく露3

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 90 min
Modulation
Modulation type FM
Modulation frequency 20 MHz
Additional information

sine or square wave, deviation 400 kHz

ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 5 mW - - - -

ばく露4

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 90 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • 詳細不明
Additional information This exposure was for testing cell viability and other effects.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 5 mW - - - -
電力 10 mW - - - -
電力 20 mW - - - -

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:

研究の主なアウトカム(著者による)

High power of electromagnetic fields caused apoptosis and power of 5 mW was apposite for the investigation on human brain-microvascular endothelial cells without obvious apoptosis.
Square wave produced greater permeability than sinusoidal and triangle waves. The carrier order on permeability of saquinavir across the blood-brain barrier model under exposure was SLN>PBCA>MMA-SPM. Also, a larger frequency, modulation or depth of amplitude modulation (AM), or modulation or deviation of frequency modulation (FM) yielded a greater permeability. Besides, enhancement of permeability by AM wave was more significant than that by FM wave.
Transport behaviour of saquinavir across the blood-brain barrier model was strongly influenced by the combination of nanoparticulate PBCA, MMA-SPM, and SLN with electromagnetic field exposure. This combination would be beneficial to the clinical application to the therapy of AIDS and other brain-related diseases.

研究の種別:

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