各種の攻撃手段を備えてがん細胞に侵入し、がん細胞を内側から粉砕する独特なナノスケール抗がん剤にさらに新しい攻撃手段が加わった。免疫系を刺激し、HER2陽性乳がん細胞を攻撃させるタンパク質がそれである。ロサンジェルスのCedars-Sinai Medical Center, Department of Neurosurgery, Maxine Dunitz Neurosurgical Institute, Nanomedicine Research Centerの科学者が率いる研究チームが医薬を開発し、人間の乳がん細胞を植え付けたマウスで研究を行った。
2013年6月12日付Journal of Controlled Releaseオンライン版に掲載された研究論文で、「医薬を注入されたマウスは、何の処置もしていないマウスや医薬の特定成分のみを注入されたマウスよりもかなり長生きした」と述べている。また、UCLA, Division of Surgical Oncology, Cedars-Sinai, Samuel Oschin Comprehensive Cancer InstituteとUCLA, Molecular Biology Instituteの研究チームもこの研究に参加した。
外からがん細胞を攻撃する医薬はしばしば副作用として正常細胞を傷めるが、この研究では、医薬分子をがん細胞内に運ぶ運搬機能を持った「ナノプラットフォーム」に複数の医薬を化学結合させ、がん細胞内に送り込んだ。HER2陽性がんは、乳がん、卵巣がんの25%から30%を占めるが、HER2遺伝子の活動が亢進しており、がんの進行を促進するタンパク質を過剰に生成するため、他のタイプのがんに比べると、侵襲性が強く、また治療にも反応しにくい。もっとも一般的な抗がん剤の一つ、Herceptin (trastuzumab) は、しばらくは効果があるが、治療開始後1年程度で腫瘍が耐性を持ってしまうことが多く、しかも正常細胞に損傷を引き起こす。ただし、Herceptinは、HER2遺伝子の抗体であり、体内に注入するとこのタンパク質を探す性質がある。そこで、研究チームは、Herceptinの分子中の基幹部分を用い、ナノ抗がん剤をHER2陽性がん細胞内に誘導する役目をさせた。
Nanomedicine Research Centerの所長で神経外科と生物医学教授を務めるJulia Y. Ljubimova, M.D., Ph.D.は、「研究チームは、遺伝子操作技術を使って、免疫反応促進タンパク質、インターロイキン2、Herceptinの遺伝子で構成される新しい『融合遺伝子』を作成した。IL-2は何種類かの免疫細胞を活性化させることができるが、血漿中では不安定で、特にがん細胞に届くということもない。しかし、新しく作成した融合抗体をナノプラットフォームに結合させることでHerceptinを直接HER2陽性がん細胞に送り込むができ、同時にIL-2をがんの部位に送り、免疫系を促進することができた。IL-2をナノプラットフォームに結合することでタンパク質の安定性が向上し、がんに届く医薬の量が倍増した」と述べている。
Dr. Ljubimovaは、UCLA, David Geffen School of Medicineの外科、微生物学、免疫学、分子遺伝学の准教授、Manuel Penichet, M.D., Ph.D.とともにこの研究を率いており、「UCLAの共同研究者が融合遺伝子を開発し、Cedars-Sinai, Department of Neurosurgery教授のEggehard Holler, Ph.D.、准教授のHui Ding, Ph.D.が、融合遺伝子をナノプラットフォームに結合するという技術的に困難な作業を成し遂げた」と述べている。Dr. Dingはこの研究論文の第一著者を務めている。
さらに、研究チームは、がん細胞が成長するにつれて血管を伸ばしていく際に必要になるラミニン-411というタンパク質を阻害する分子などもナノプラットフォームに結合させた。ナノドラッグのポリセフィンは、ナノバイオポリマリック・コンジュゲート、ナノコンジュゲート、ナノバイオコンジュゲートなどと呼ばれる新しい分野の医薬品であり、このタイプの医薬は、いくつかの方法を使ってがんの進行を遅らせるか、阻止することを目的とした分子標的薬と呼ばれる医薬の最新の種類である。ポリセフィンは、がん細胞に入り込み、特定の標的を変化させることでがん細胞の成長を遅らせることを目的としている。有効成分を改定した医薬は免疫系を促進することでがんをさらに弱らせることを目標としている。Dr. Ljubimovaは、「医薬がナノ免疫学的な抗がん治療用に設計されたのはこれが初めてだと思う」と述べている。
バイオコンジュゲートとは、化合物の構成単位が強力な化学結合で運搬分子と結合 (コンジュゲート, 共役結合) している医薬を言う。ナノコンジュゲートは化合物の単位として存在しており、運搬中に構成部分が組織や血漿中で損傷を受けたり、分離されないよう強力な結合で縛られており、創造的な医薬エンジニアリングで開発された抗がん剤はがん細胞の内部に入り込んでから活性化するようにできている。Dr. Ljubimova は、「私たちの研究結果を確認し、この治療方法の効果を向上させ、抗がん作用の機序を解明するためにはさらに研究を続けなければならないが、ナノバイオコンジュゲートが代表的な新世代のがん治療法になることは大いにありえる。このナノバイオコンジュゲートでは、直接がん細胞を殺し、がんの生命を支える血管の成長を阻止し、強力な制がん免疫反応を促進するという多面型のがん攻撃を行っている」と語り、さらに、動物を使った今回の研究でも以前の研究でもナノドラッグは安全で効果的な医薬運搬装置であることが証明された」と述べている。ナノ技術研究者は通常原子規模の物質や材料の研究を行い、一般には100ナノメートルより小さい物質を扱う。Cedars-Sinaiのナノコンジュゲートは、幅が約27ナノメートルと推定され、ヒトの毛髪の直径は8万ナノメートルから10万ナノメートル程度。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください：New Weapon Added to Multi-Pronged Internal Anti-Cancer Nano Drug
