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PEG修飾タンパクによるアナフィラキシー誘導機構の解明とその制御に関する研究

Research Project

Project/Area Number 19KK0279
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

石田 竜弘  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (50325271)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 英紀  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 准教授 (00735524)
岡田 直人  山口大学, 医学部附属病院, 講師 (30623269)
清水 太郎  大阪大学, 微生物病研究所, 特任講師(常勤) (30749388)
Project Period (FY) 2019-10-07 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
KeywordsPEG修飾製剤 / 抗PEG抗体 / infusion reaction / CARPA
Outline of Research at the Start

本国際共同研究は、共同研究先であるハンガリー・Semmelweis Universityに直接出向き、世界で唯一のヒトの薬剤誘導性アナフィラキシー反応を再現できるブタCARPA(complement activation-related pseudoallergy)モデルを用い、臨床で課題となっているポリエチレングリコール(PEG)修飾タンパク製剤に対するアナフィラキシー反応誘導機構の解明と、その回避策を構築する。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの検討で、PEG修飾タンパク製剤(JIVI)の投与によって、ブタにおいてアナフィラキシー様反応が誘導されないことが確認された。一方で、人為的に抗PEG抗体を誘導したブタにPEG修飾タンパク製剤(JIVI)を投与すると、顕著なアナフィラキシー様反応が誘導された。このことから、抗PEG抗体をもつヒトにPEG修飾タンパク製剤を投与した場合、アナフィラキシー反応が誘導される可能性が強いことを明らかにすることができている。一方、抗がん剤含有PEG修飾リポソームを用い、CARPAモデルでのアナフィラキシー様反応誘導能について検討を行ったところ、既に臨床応用されているドキソルビシン封入PEG修飾リポソーム(Doxil)では強いアナフィラキシー様反応が誘導された。これに対して、別の抗がん剤(オキサリプラチン)が封入されたPEG修飾リポソームではアナフィラキシー様反応が誘導されなかった。このことから、内封した抗がん剤によって免疫反応の誘導が異なることがわかった。次いで、抗PEG抗体保有動物において、アナフィラキシー反応の誘導が見られるか検討した。COVID-19 mRNAワクチンによって誘導された抗PEG抗体とPEG修飾タンパクで誘導されたものでは、PEG修飾製剤投与時に誘導されるアナフィラキシーの程度が異なることが分かった。誘導される抗PEG抗体のPEG自体に対する親和性には差異はみられなかったが、製剤に修飾されたPEGに対する反応性が異なる可能性を示唆する結果が得られている。この反応性の差異がアナフィラキシーの原因の一つであると考えられる補体系の活性化の程度に影響を与え、結果的にアナフィラキシーの程度が変化している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現状、コロナ禍およびロシアのウクライナ侵攻などの混乱により、ハンガリーに渡航して実験を行う事は困難である。しかしながら、ハンガリーに評価対象のサンプルを送付し、実験を行ってもらう事で、当初計画から若干遅れているが有用な結果を得てきた。また、国内での検討先として自治医科大学・先端医療技術開発センターとの交渉も進んでおり、更に1年間の延長が許可されたことで当初目的を達成できると判断している。

Strategy for Future Research Activity

ロシアのウクライナ侵攻の影響を注視しつつ、国内で行う研究はこれまで通り推進し、計画通りの成果が得られるよう努める。ハンガリーでの実験については、同様にウクライナ情勢を注視し、安全を十分に確保した上で現地で行う。渡航不可の場合には、サンプルを送付し、web会議などを通じて打ち合わせを密に行いつつ、研究を進展させる。また、国内委託先の開拓として自治医科大学・先端医療技術開発センターとの交渉も進める。

Report

(5 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 9 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Minia University(エジプト)

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  • [Journal Article] Anti-PEG IgM production induced by PEGylated liposomes as a function of administration route2023

    • Author(s)
      Takata Haruka、Shimizu Taro、Yamade Rina、Elsadek Nehal E.、Emam Sherif E.、Ando Hidenori、Ishima Yu、Ishida Tatsuhiro
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 360 Pages: 285-292

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.06.027

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  • [Journal Article] Investigation of anti-PEG antibody response to PEG-containing cosmetic products in mice2023

    • Author(s)
      Ibrahim Mohamed、Shimizu Taro、Ando Hidenori、Ishima Yu、Elgarhy Omar Helmy、Sarhan Hatem A.、Hussein Amal K.、Ishida Tatsuhiro
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 354 Pages: 260-267

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.01.012

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Using Bio-Layer Interferometry to Evaluate Anti-PEG Antibody-Mediated Complement Activation2022

    • Author(s)
      Mahmoud Mostafa, Nehal E. Elsadek, Sherif E. Emam, Hidenori Ando, Taro Shimizu, Hamdy Abdelkader, Yu Ishima, Usama Farghaly Aly, Hatem A. Sarhan, Tatsuhiro Ishida
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 129-135

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00772

    • NAID

      130008139073

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2022-01-01
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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A mouse model for studying the effect of blood anti-PEG IgMs levels on the in vivo fate of PEGylated liposomes2022

    • Author(s)
      Marwa M. El Sayed, Taro Shimizu, Amr S. Abu Lila, Nehal E. Elsadek, Sherif E. Emam, Eman Alaaeldin, Amal Kamal, Hatem A. Sarhan, Hidenori Ando, Yu Ishima, Tatsuhiro Ishida
    • Journal Title

      International Journal of Pharmaceutics

      Volume: 615 Pages: 121539-121539

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2022.121539

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polyethylene glycol (PEG): The nature, immunogenicity, and role in the hypersensitivity of PEGylated products2022

    • Author(s)
      Ibrahim Mohamed、Ramadan Eslam、Elsadek Nehal E.、Emam Sherif E.、Shimizu Taro、Ando Hidenori、Ishima Yu、Elgarhy Omar Helmy、Sarhan Hatem A.、Hussein Amal K.、Ishida Tatsuhiro
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 351 Pages: 215-230

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.09.031

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Complement activation induced by PEG enhances humoral immune responses against antigens encapsulated in PEG-modified liposomes2021

    • Author(s)
      Shimizu Taro、Awata Mizuki、Abu Lila Amr S.、Yoshioka Chihiro、Kawaguchi Yoshino、Ando Hidenori、Ishima Yu、Ishida Tatsuhiro
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 329 Pages: 1046-1053

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2020.10.033

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nucleic acids delivered by PEGylated cationic liposomes in systemic lupus erythematosus-prone mice: a possible exacerbation of lupus nephritis in the presence of pre-existing anti-nucleic acid antibodies2021

    • Author(s)
      Takata Haruka、Shimizu Taro、Kawaguchi Yoshino、Ueda Hiro、Elsadek Nehal E.、Ando Hidenori、Ishima Yu、Ishida Tatsuhiro
    • Journal Title

      International Journal of Pharmaceutics

      Volume: - Pages: 120529-120529

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2021.120529

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pegfilgrastim (PEG-G-CSF) induces anti-PEG IgM in a dose dependent manner and causes the accelerated blood clearance (ABC) phenomenon upon repeated administration in mice2020

    • Author(s)
      Elsadek Nehal E.、Abu Lila Amr S.、Emam Sherif E.、Shimizu Taro、Takata Haruka、Ando Hidenori、Ishima Yu、Ishida Tatsuhiro
    • Journal Title

      European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics

      Volume: 152 Pages: 56-62

    • DOI

      10.1016/j.ejpb.2020.04.026

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hepatosplenic phagocytic cells indirectly contribute to anti-PEG IgM production in the accelerated blood clearance (ABC) phenomenon against PEGylated liposomes: Appearance of an unexplained mechanism in the ABC phenomenon.2020

    • Author(s)
      El Sayed, M.M., Takata, H., Shimizu, T., Kawaguchi, Y., Abu Lila, A.S., Elsadek, N.E., Alaaeldin, E., Ishima, Y., Ando, H., Kamal, A., Sarhan, H.A., Ishida, T.
    • Journal Title

      J. Conrol. Release

      Volume: 323 Pages: 102-109

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2020.04.011

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 化粧水塗布時の含有PEGの皮膚透過と抗PEG IgM誘導に関する検討2023

    • Author(s)
      Mohamed Ibrahim、清水太郎、安藤英紀、異島優、石田竜弘
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
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  • [Presentation] 核酸搭載リポソームの物理化学的性質が抗核酸抗体の誘導に与える影響の検討2022

    • Author(s)
      上田大、清水太郎、安藤英紀、異島優、山吉麻子、石田竜弘
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第7回年会
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  • [Presentation] 抗原とオボアルブミンを共封入したPEG修飾リポソームの脾臓送達による抗原特異的抗体誘導の増強効果2022

    • Author(s)
      山本舜人、安藤英紀、清水太郎、異島優、石田竜弘
    • Organizer
      第38回日本DDS学会学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Immunological response to PEGylated liposomes: production of anti-PEG antibodies and their affection on PK of second dose.2019

    • Author(s)
      Ishida, T.
    • Organizer
      17th International Symposium on Blood Substitutes & Oxygen Therapeutics
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-10-10   Modified: 2024-12-25  

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