がん治療の有望な進歩として、ノースウェスタン大学の科学者らは一般的な化学療法薬の分子構造を再設計し、劇的に溶解性と効果が向上し、毒性が低くなった。
新しい研究では、チームは球状核酸（SNA）として新薬をゼロから設計した。これは、小さな球をコーティングするDNA鎖に直接薬を織り込むナノ構造である。この設計は、難溶性で作用の弱い薬剤を、健康な細胞を無傷のままにする強力な標的癌細胞に変換します。
新しい治療法を開発した後、チームは進行が速く治療が難しい血液がんである急性骨髄性白血病（AML）の小動物モデルでそれをテストした。標準的な化学療法薬と比較して、SNA ベースの薬剤は白血病細胞に 12.5 倍効率的に侵入し、最大 20,000 倍効果的に白血病細胞を死滅させ、がんの進行を 59 分の 1 に抑制しました。これらすべてにおいて検出可能な副作用はありませんでした。
この研究は、科学者が構造的および組成的制御を正確に使用して、ナノ医療が人体とどのように相互作用するかを微調整する新しい分野である構造ナノ医療の可能性のもう1つの例です。現在、7つのSNAベースの治療法が臨床試験中であり、この新しいアプローチは、がん、感染症、神経変性疾患、自己免疫疾患に対する強力なワクチンと治療法につながる可能性があります。
研究は雑誌に掲載されます ACSナノ。
「動物モデルで、我々は腫瘍の進行を阻止できることを実証した」とノースウェスタン大学は述べた。 チャド・A・マーキン研究を主導した人。 「これが人間の患者に応用できれば、非常に興味深い進歩です。これは、より効果的な化学療法、より良い反応率、より少ない副作用を意味します。それは、あらゆる種類の癌治療における常に目標です。」
化学とナノ医療の先駆者であるマーキンは、ノースウェスタン大学の化学、化学生物工学、生物医工学、材料科学と工学、医学のジョージ B. ラスマン教授であり、同大学での任命を受けています。 ワインバーグ芸術科学大学、 マコーミック工学部 そして ファインバーグ医科大学。彼はまた、 国際ナノテクノロジー研究所 のメンバーと ロバート H. ルーリー ノースウェスタン大学総合がんセンター。
新しい研究で、マーキン氏と彼のチームは、癌細胞に効率的に到達できないことが多い従来の化学療法薬5-フルオロウラシル（5-Fu）に焦点を当てた。また、5-Fu は健康な組織も攻撃するため、吐き気、倦怠感、まれに心不全などの無数の副作用を引き起こします。
マーキン氏によれば、薬物そのものが問題なのではなく、体がそれをどのように処理するかが問題だという。 5-Fu は溶解度が低く、多くの体液に溶解するのは 1% 未満です。ほとんどの薬物は、体内を移動して細胞に入る前に、血流に溶解する必要があります。薬物の溶解度が低い場合、薬物は凝集したり固体の形状を保持したりして、体が効率的に吸収できなくなります。
「化学療法がしばしば恐ろしい有毒であることは誰もが知っています」とマーキン氏は言う。 「しかし、多くの人は、それが難溶性であることにも気づいていないので、それを水溶性の形に変えて効果的に届ける方法を見つけなければなりません。」
「ほとんどの細胞は表面にスカベンジャー受容体を持っています」とマーキン氏は言う。 「しかし、骨髄細胞はこれらの受容体を過剰発現するため、さらに多くの受容体が存在します。細胞が分子を認識すると、それを細胞内に引き込みます。SNAは細胞内に強制的に侵入するのではなく、自然にこれらの受容体に取り込まれます。」
マーキンと彼のチームが推測したように、構造の再設計により、5-Fu ががん細胞と相互作用する方法が完全に変わりました。浮遊性の非構造化化学療法分子とは異なり、骨髄細胞は SNA 型を容易に認識して吸収します。内部に入ると、酵素が DNA の殻を破壊して薬物分子を放出し、がん細胞を内部から殺します。
マウス実験では、この治療法により血液および脾臓中の白血病細胞がほぼ完全に除去され、生存期間が大幅に延長されました。また、SNA は AML 細胞を選択的に標的としたため、健康な組織は無傷のままでした。
「今日の化学療法は、遭遇するすべてのものを殺します」とマーキン氏は言う。 「つまり、それらはがん細胞を殺すだけでなく、多くの健康な細胞も殺します。私たちの構造ナノ医療は骨髄細胞を優先的に探し出します。化学療法で全身を圧倒するのではなく、必要な場所に正確に、より多くの、より集中した線量を送ります。」
次に、マーキン氏のチームは、より大きな小動物モデルのコホートで新しい戦略をテストし、その後、より大きな動物モデルに移行し、資金が確保されたら、最終的にはヒトの臨床試験に移行する予定だ。
参照： Luo T、Kim YJ、Han Z 他化学療法用球状核酸。 ACSナノ。 2025.土井: 10.1021/acsnano.5c16609
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2025-10-29 15:31:00