2018 Fiscal Year Annual Research Report
抗体の安定化を可能にする革新的製剤素材：シクロデキストリン超分子ゲルの開発
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18J23337
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
大下 奈緒子 熊本大学, 熊本大学大学院 薬学教育部 創薬・生命薬科学専攻, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | Cyclodextrin / Hydrogel / Monoclonal antibody / Stability |
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| Outline of Annual Research Achievements |
採用第１年目では、様々な高分子量のポリエチレングリコール（PEG）を用いてシクロデキストリン (CyD) 超分子ハイドロゲルの処方最適化検討を行った。
CyD と PEG の最適な混合比は未だ検討中であるが、５種類の高分子量の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルを調製し、各種抗体製剤を封入する前段階として CyD 超分子ハイドロゲル自体の物性評価を実施した。肉眼的観察および粉末 X 線回折の結果より、これまでの検討において使用した分子量 20kDa の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルと同様に、CyD が PEG 鎖をネックレス状に包接し、ポリ擬ロタキサンと呼ばれる超分子を形成すると共にゲル化していることが示唆された。
さらに調製した５種類の高分子量の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルのせん断粘度を測定した結果、これまでの検討において使用した分子量 20kDa の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルと比較して、せん断粘度の減少が確認され、より柔軟な CyD 超分子ハイドロゲルの形成が示唆された。
また CyD 超分子ハイドロゲルの温度変化に伴うせん断粘度の増加が確認され、温度の影響を受けやすい可能性が示唆された。一方、５種類の高分子量の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルはそれぞれ、温度変化によるせん断粘度の増減はほぼ見られず、温度の影響を受けにくい可能性が示唆された。加えて CyD 超分子ハイドロゲルの振とう後のせん断粘度測定も現在検討中であり、抗体製剤のさらなる安定改善の足掛かりとなる可能性が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
採用第１年目では、様々な高分子量のポリエチレングリコール（PEG）を用いてシクロデキストリン (CyD) 超分子ハイドロゲルの処方最適化検討を行った。
CyD と PEG でハイドロゲル調製を行う際に、CyD 一分子につき PEG ユニットが 2 つ包接されることを考慮し、全ての PEG ユニットに CyD が理論上包接されると仮定して、CyD と PEG の混合比を計算した。昨年度までの検討で用いた分子量 20kDa の PEG とは異なり、今年度の検討で使用した５種類の高分子量の PEG は最大のもので分子量 4MDaと非常に長いため、算出した CyD と PEG の混合比ではハイドロゲルの形成が確認できない群が存在した。上記の理由から、CyD 超分子ハイドロゲルの調製に想定外の時間を要してしまい、本研究課題の進捗が若干遅れる結果となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の検討では、研究実績の概要に記載した５種類の高分子量の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルの処方最適化検討を引き続き行うとともに、より詳細な物性評価 (粘度、ゲル濃度、ゲルの結晶化度、CyD 貫通率、粉末 X 線回折、NMR、FT-IR、ラマンスペクトル) を行う。また５種類の高分子量の PEG を用いた CyD 超分子ハイドロゲルにタンパク質性薬物 (Human IgG、インスリン、リゾチーム等) を封入して、熱や振とうに対する安定化効果を検討する。
また、ポリプロピレングリコール (PPG) 鎖の両末端に PEG 鎖を修飾した繰り返し構造を持つ共重合体である各種 Pluronic を用いた CyD 超分子ハイドロゲルの調製および物性評価、タンパク質性薬物を封入した安定化評価も同様に検討する。
加えて、前述した各種ポリマーを用いた CyD 超分子ハイドロゲルの中で、封入したタンパク質性薬物の安定化効果が得られた処方に対してより詳細な検討を行う。具体的な方法としては、CyD 超分子ハイドロゲルの内部からタンパク質性薬物を抽出し、UV・CDスペクトル・サイズ排除クロマトグラフィー・ELISA等を用いて検討を行うことで、CyD 超分子ハイドロゲルによるタンパク質性薬物の凝集体形成抑制効果や活性保持率の確認を行う予定である。
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