Enhancement of mucosal absorption of protein drugs using hyaluronic acid modified with oligoarginines

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K07019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: Sakuma Shinji 摂南大学, 薬学部, 教授 (80388644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伴野 拓巳 摂南大学, 薬学部, 助教 (30824685) ; 鵜川 真実 摂南大学, 薬学部, 助教 (50735511)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ドラッグデリバリーシステム / 吸収促進 / 経粘膜吸収促進 / バイオ医薬 / タンパク質医薬 / 膜透過ペプチド / 膜透過ペプチド固定化高分子 / ヒアルロン酸

Outline of Final Research Achievements

We investigated a potential of hyaluronic acid modified with tetraglycine-L-octaarginine as an absorption enhancer, which delivers protein drugs applied on the mucosa into systemic circulation. Exendin-4, whose molecular weight (Mw) is about 4.2 kDa, was completely absorbed when coadministered intrapulmonary with the hyaluronic acid derivative. Absorption-enhancing abilities of the hyaluronic acid derivative was independent of Mw of protein drugs; however, since absorption of protein drugs decreased with an increase in Mw, mean bioavailability (BA) of somatropin with a Mw of about 22.1 kDa was 46.1% under intrapulmonary coadministration with the hyaluronic acid derivative. The current research with a BA target of 50% indicated that there was a reasonable likelihood for the clinical use of the hyaluronic acid derivative.

Free Research Field

薬物送達学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高分子量のタンパク質医薬は、粘膜を透過できず、ほとんどが注射剤として開発される。医師による注射剤の投薬管理は、薬物療法の確実性で利点がある一方、タンパク質医薬自体の高コストと相まって医療費を引き上げる要因となる。注射器の進歩による痛みの軽減等、注射剤に対する患者のコンプライアンスは改善されているが、注射剤だけでは、継続的な治療に対する患者のアドヒアランスは低下し、新型コロナウイルス感染症で顕在化したパンデミック時の治療提供のスピードと範囲に限界が生じる。その解決策は、患者による投薬管理が可能な製剤の開発であり、タンパク質医薬の経粘膜デリバリー技術の開発は喫緊の課題である。