Establishment of cancer photoimmunotherapy allowing simultaneous targeting of tumor-associated antigen and immune checkpoint molecule CTLA-4

• Project/Area Number: 20K12699
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: Shirasu Naoto 福岡大学, 医学部, 講師 (70551422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安永 晋一郎 福岡大学, 医学部, 教授 (50336111) ; 芝口 浩智 福岡大学, 医学部, 講師 (60295061)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 光免疫療法 / CTLA-4 / 免疫チェックポイント分子 / 免疫チェックポイント / 免疫チェックポイント治療 / 低侵襲治療システム

Outline of Research at the Start

近赤外光感受性物質を結合させたアビジン（AvIR）と、標的細胞の表面抗原に対するビオチン化抗体（BioAb）により、異なる種類の細胞群を同時に標識して近赤外光被照射細胞のみを殺傷できる新規な光免疫療法（AvIR-PIT）の応用展開として、腫瘍関連抗原およびCTLA4に特異的なBioAbのカクテルを用いることで、腫瘍細胞のみならず抗腫瘍免疫応答を抑制している制御性T細胞を併せて殺傷するAvIR-PITについて検証する。本法によって腫瘍局所の免疫寛容環境が解除され、腫瘍細胞由来の癌抗原に対する細胞傷害性T細胞が誘導された結果、光照射部位に限局されない全身性の抗腫瘍効果が得られるものと期待できる。

Outline of Final Research Achievements

We investigated the efficacy of AvIR-PIT, a photoimmunotherapy using avidin conjugated with a near-infrared photosensitizer (AvIR), and biotinylated antibodies (BioAbs) specific to tumor-related antigens and CTLA-4, for not only killing tumor cells but also regulatory T cells. We evaluated AvIR-PIT in vitro using mouse breast cancer-derived 4T-1-luc2 cells and CHO-K1 cells stably expressing CTLA-4, and confirmed that it exhibited a strong and specific cytotoxic effect against surface antigen-positive cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コロナ禍の制約の中でin vivoにおけるAvIR-PITの詳細な解析には着手できなかったが、腫瘍関連抗原と免疫チェックポイント分子を同時標的化するAvIR-PITのコンセプトをin vitroにおいて実証することができた。AvIRを用いたPITは今回標的としたCD44やCTLA-4に留まらず、さまざまな細胞表面抗原を標的化して殺傷できるため、より有効な標的分子を対象とすることで、近赤外光照射腫瘍のみならず、転移した遠隔腫瘍に対しても腫瘍免疫応答を惹起するような治療へと展開できる可能性がある。

Research Products

• [Journal Article] MicroRNAs miR-4535 and miR-1915-5p in amniotic fluid as predictive biomarkers for chorioamnionitis (2021)
  • Author(s): Kiyoshima C, Shirasu N, Urushiyama D, Fukagawa S, Hirakawa T, Yoshikawa K, Izuchi D, Miyata K, Kurakazu M, Yotsumoto F, Hiromatsu K, Nomiyama M, Ohta E, Hirose S, Ogura Y, Hayashi T, Hata K, Nabeshima K, Yasunaga S, Miyamoto S
  • Journal Title: Future Science OA Volume: Published online Issue: 5
  • DOI: 10.2144/fsoa-2021-0006
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research