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Development of intracellular antibody delivery system based on polyphenol structure

Research Project

Project/Area Number 21K20513
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0403:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Honda Yuto  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (90907742)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords細胞内抗体 / エンドソーム脱出 / 高分子複合体 / ドラッグデリバリーシステム / ポリフェノール / ポリフェノール構造分子 / ナノテクノロジー / 自己組織化 / 薬物送達システム / 高分子 / がん治療
Outline of Research at the Start

近年、細胞質内に局在する抗原やタンパク質と結合する細胞内抗体医薬は細胞死や免疫誘導できることから、新たな治療分子として注目されている。しかしながら、これら抗体の細胞質への移行量は極めて低く、十分な活性が発揮されず、医薬品としての利用が困難である。そこで、抗体の活性を飛躍的に向上させ革新的な抗体医薬品を創出することを目指し、ナノテクノロジー技術を基盤とした新規薬物送達システムの構築を検討する。具体的には、薬物送達システム構成材料の合成、細胞実験、動物実験での評価を実施し、コンセント確立を図る。

Outline of Final Research Achievements

Intrabodies that bind to antigens in the cytoplasm and induce the cell death are attracting attention as novel therapeutic molecules. However, the amount of intracellular transfer is extremely low, and the activity has not been fully demonstrated. In this study, we constructed a drug delivery system based on polyphenol-conjugated polymers to promote the cytoplasmic transfer of antibodies. We found that antibody-loaded complexes were formed by mixing the synthesized polyphenol-conjugated polymers and metal ions with antibodies, and these complexes improved the cytoplasmic transfer of antibodies in in vitro and in vivo. Furthermore, the systemically administrated complex containing cancer therapeutic antibody exhibited the suppression of cancer growth compared with the systemically administrated therapeutic antibody alone. These results indicate that this antibody complex has potential as a new therapeutic molecule.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞内抗体は細胞質内抗原と結合し、細胞死など誘導すること新規治療分子としての利用が検討されている一方、細胞質移行量は極めて低く、活性が制限されており、医薬品としての検討がほとんど行われていなかった。本研究では、ポリフェノール高分子を基盤とした薬物送達システムによって細胞内抗体の細胞質移行を促進させ、治療効果を示すことに成功した。本技術は、細胞内抗体の医薬品としての有用性を向上させるものであり、新たな医薬品を創出するプラットフォーム技術になる可能性があり、社会的意義が大きい。また、ポリフェノール分子と金属イオンの緩衝効果を利用した薬物送達システムは報告されておらず、学術的にも意義があるといえる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ロイヤルメルボルン工科大学(オーストラリア)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cancerous pH‐responsive polycarboxybetaine‐coated lipid nanoparticle for smart delivery of siRNA against subcutaneous tumor model in mice2022

    • Author(s)
      Y. Sung, H. Guo, A. Ghasemizadeh, X. Shen, W. Chintrakulchai, M. Kobayashi, M. Toyoda, K. Ogi, J. Michinishi, T. Ohtake, M. Matsui, Y. Honda, T. Nomoto, H. Takemoto, Y. Miura, N. Nishiyama
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 113 Issue: 12 Pages: 4339-4349

    • DOI

      10.1111/cas.15554

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体分子送達システム2024

    • Inventor(s)
      本田雄士
    • Industrial Property Rights Holder
      本田雄士
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2024-018594
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2025-01-30  

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