肺がん治療を改善するために開発されたナノ免疫療法

マサチューセッツ総合ブリガム医療システムの創設メンバーであるブリガム・アンド・ウィメンズ病院の研究者らは、抗がん剤を肺がん細胞に送達し、免疫システムのがんと闘う能力を高める新しいナノ医療療法を開発した。研究チームは、実験室のがん細胞とマウスの肺腫瘍モデルでこの新しい治療法の有望な結果を示し、従来の免疫療法に反応しなかった腫瘍を持つ患者の治療と転帰の改善に応用できる可能性がある。研究結果は Science Advances 誌に掲載されている。

「ナノ粒子は長年、標的の薬剤を腫瘍細胞に送達するために使用されてきましたが、免疫療法も、がん細胞が免疫システムから逃れるのを防ぐことで、がんの治療方法にパラダイムシフトをもたらしました」と、ブリガム病院の医学部工学科の医学講師兼研究者で、論文の筆頭著者であるタンモイ・サハ博士は述べています。「ここでは、基本的にこれら 2 つのアプローチを 1 つの薬剤送達システムに結び付け、非小細胞肺がんを治療しています。」

肺がんは世界的にがんによる死亡の主な原因であり、がん関連死亡者の4分の1以上を占めています。非小細胞肺がん（NSCLC）は最も一般的な形態で、肺がん症例全体の約85％を占めています。NSCLCの一般的な治療法の1つは、免疫チェックポイント阻害剤を使用することです。これは、免疫系によるがん細胞の殺傷を阻止する特定のタンパク質を阻害する薬剤の一種です。しかし、NSCLC患者のほとんどがこれらの薬剤に反応しません。主な理由は、治療が1つのタンパク質（最も一般的なのはPD-L1）のみを標的とし、そのタンパク質がほとんどの肺がん腫瘍で豊富に発現していないためです。その結果、多くの患者が化学療法と免疫療法の組み合わせを受けなければならず、副作用と毒性が長引くことになります。

この新しい治療法は、抗がん剤を充填したナノ粒子を腫瘍部位に直接送達し、ナノ粒子に付着した抗体ががん細胞上の 2 つの異なるタンパク質 (CD47 と PD-L1) に結合することによって機能します。この二重のアプローチにより、自然免疫システムと獲得免疫システムの両方ががん細胞を見つけて破壊し、既存のがん治療に一般的に伴う毒性を最小限に抑えることができます。

「このシステムは、一種のベルクロ効果で機能します。抗体がつかむことができる癌細胞上の 1 つのタンパク質だけを探すのではなく、これらのナノ粒子には 2 つのタンパク質があります」と、ブリガム大学医学工学部の医学および生物工学の准教授で、論文の主任著者であるシラディティア・セングプタ博士は述べています。「したがって、癌細胞がナノ粒子が標的とするタンパク質の 1 つを発現していなくても、もう 1 つのタンパク質に付着して、ナノ粒子に詰め込まれた薬剤を癌組織に直接送達することができます。」

研究者らは、肺腫瘍によって発現しているタンパク質の発見に着手した。80人以上の肺がん患者の組織を検査した。タンパク質が特定されると、それを標的とする抗体を選択した。次に、抗がん剤がすでに含まれたナノ粒子で抗体を機能化した。

サハ氏と彼の同僚は、まず実験室で抗体が癌細胞にどの程度結合するかを視覚化することで、ナノ粒子の効能をテストしました。彼らは一連の実験を行い、ナノ粒子の結合力と薬物送達能力を評価して視覚化しました。その後、2種類の肺癌のマウスモデルで複合体の効能をテストしました。マウスの癌細胞が薬物を体内に取り込み、大きな副作用や毒性なく腫瘍のサイズが縮小したことが分かりました。

この研究の限界としては、これまでのところ、この治療法は研究室とマウスモデルでヒトの組織にしかテストされていないことが挙げられる。臨床試験に進む前に、より徹底した毒性学研究を実施する必要がある。研究者らは今後、このナノ医療アプローチに効果のある追加の抗体や治療法を研究することで、この技術を他の種類の癌の治療に応用したいと考えている。

「前臨床試験ではこの薬物送達プラットフォームが一定の成功を収めていますが、マウスと人間の生理機能はまったく異なることを忘れてはなりません。このコンセプトを臨床試験に持ち込む前にさらに研究が必要ですが、このアプローチががん治療をどのように変革できるかを見るのが楽しみです」とサハ氏は語った。

Saha T、Fojtů M、Nagar AV、Thurakkal L、Srinivasan BB、Mukherjee M、Sibiyon A、Aggarwal H、Samuel A、Dash C、Jang HL、Sengupta S。
非小細胞肺癌に対する抗体ナノ粒子複合体に基づく標的免疫療法。
Sci Adv. 2024年6月14日;10(24):eadi2046. doi: 10.1126/sciadv.adi2046