鼻からのナノ医薬品で致死的な脳腫瘍を排除：マウスで成功
ワシントン大学医学部とノースウェスタン大学の研究者らが、最も攻撃的で致死的な脳がんの一つである膠芽腫に対する非侵襲的な治療法を開発しました。この技術は、ナノサイズの材料から組み立てられた精密に設計された構造体を用いて、強力な抗腫瘍薬を鼻腔点滴として脳に送達します。この新しい送達方法は、開発中の同様の治療法よりも侵襲性が低く、脳の免疫応答を高めることで、マウスの膠芽腫を効果的に治療することが示されました。
膠芽腫の現状と治療の課題
膠芽腫は脳細胞であるアストロサイトから形成される最も一般的な脳がんで、米国では約10万人あたり3人に影響を及ぼします。通常、膠芽腫は非常に急速に進行し、ほとんどの場合致命的です。この病気に対する治癒的な治療法は存在せず、その一因として、薬剤を脳に送達することが極めて困難であるという問題があります。
研究者らはこの現状を変え、免疫応答を活性化して膠芽腫を攻撃する非侵襲的な治療法の開発を目指しました。
「冷たい腫瘍」とSTING経路の活性化
膠芽腫は「冷たい腫瘍」として知られており、治療が容易な「熱い腫瘍」とは異なり、体の自然な免疫応答を誘導しません。研究者たちは、細胞内のSTING（stimulator of interferon genes）と呼ばれる経路を刺激することで、腫瘍に対する免疫反応を引き起こす方法を開発してきました。STINGは、細胞が異質なDNAを検出したときに活性化され、免疫システムを脅威に反応させます。
過去の研究では、膠芽腫腫瘍でSTINGを活性化する薬剤が、がんをよりよく戦うために体の免疫システムを準備できることが示されています。しかし、これらの薬剤は体内で急速に分解され、効果を発揮するためには腫瘍に直接送達する必要がありました。持続的な効果のためには繰り返し投与が必要であり、直接的な腫瘍内投与は非常に侵襲的な処置を伴います。
球状核酸（SNA）による非侵襲的送達
この問題を克服するため、研究チームはノースウェスタン大学のチャド・A・ミルキン博士と協力しました。ミルキン博士は、DNAまたはRNAをナノ粒子コアの周りに高密度に配置するナノ構造体である球状核酸（SNA）を発明しました。SNAは標準的な送達方法と比較して高い治療効果を持つことが示されています。ワシントン大学医学部とノースウェスタン大学の研究者らは、STING経路を特定の免疫細胞で活性化するために、短いDNA断片が散りばめられた金コアを持つ新しいクラスのSNAを調製しました。これらの薬剤を脳に送達するために、チームは鼻腔内投与に着目しました。
鼻腔内治療のメカニズムと効果
鼻腔内治療は、脳を標的とする薬剤の潜在的な送達方法として検討されてきましたが、脳がんに対する免疫応答を活性化するためにこの方法を用いたナノスケール療法はこれまで開発されていませんでした。
チームは、このアプローチが薬剤を脳に選択的に送達できること、そして薬剤が適切な細胞に作用することを示すことを目的としました。彼らは、膠芽腫を持つマウスの鼻腔に点滴として送達されたナノ医薬品が、顔面筋と脳を結ぶ主要な神経経路に沿って移動することを発見しました。脳内で誘発された免疫応答は、特定の免疫細胞、特に腫瘍内の細胞に集中し、リンパ節にも有益な応答を引き起こしました。この薬剤は、望ましくない副作用を引き起こす可能性のある体の他の部分には拡散しませんでした。
腫瘍内およびその近くの免疫細胞の検査では、この治療法がSTING経路を成功裏に活性化し、免疫システムを腫瘍と戦う準備をさせたことが示されました。
併用療法と将来展望
Tリンパ球という別の種類の免疫細胞の活性化を助ける薬剤と組み合わせて適用された場合、この新しい治療法はわずか1回または2回の投与で腫瘍を根絶し、再発に対する長期免疫を誘導しました。これらの結果は、現在のSTING活性化免疫療法よりもはるかに優れていました。
研究者は、STING経路の活性化だけでは膠芽腫を治癒させることはできないと警告しています。腫瘍はSTINGが活性化しようとする免疫応答をブロックまたは停止させる多くの方法を持っているためです。チームは、他の免疫応答を活性化する能力をナノ構造体に追加することを検討しており、これにより、単一の治療で治療標的を2倍または3倍に増やすことができる可能性があります。
このアプローチは、膠芽腫および潜在的に他の免疫治療抵抗性のがんに対して、より安全で効果的な治療法への希望を提供し、臨床応用への重要な一歩を示しています。
元記事：Nasal nanomedicine delivers immune-boosting therapy to fight brain tumors