Development of SN-38 derivatives with antitumor activity toward theranostics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03539
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Doi Hisashi 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00421818)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 乾 隆 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (80352912) ; 喜田 達也 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (70641968)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 18F-標識 / 抗癌剤 / 分子設計と化学合成 / プロスタグランジンD合成酵素 / 低分子輸送タンパク質 / 薬物輸送 / セラノスティクス / 超希薄濃度

Outline of Final Research Achievements

With the objective of low molecular-based theranostics for cancer PET imaging and cancer treatment, we tried to develop a complex of 18F-radiolabeled RLC140050 (an original compound with higher anticancer activity compared to SN-38) encapsulated in lipocalin-type prostaglandin D synthase (L-PGDS) as a transporter protein capable of carrying small lipophilic compound. However, it was extremely difficult to realize the encapsulation because of mixing both highly diluted solutions of a 0.5-0.7 μM solution of radioactive [18F]RLC140050 and a 160-300 μM solution of L-PGDS. After extensive experiments, a mixing methodolody focused on capsule-inclusion exchange equilibrium gave the desired [18F]RLC140050/L-PDGS complex to a small extent, and then PET imaging studies of mice using the complex were performed.

Free Research Field

有機化学、PET標識化学、創薬化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表者（土居）は抗癌剤SN-38の化学構造を一部改変して、より有望なRLC140050を創製した（SN-38よりも溶解性は19倍改善し、抗癌活性は2倍高い）。そこで、研究分担者（乾）のL-PGDSを用いた薬物送達技術を取り入れて、RLC140050/L-PGDS複合体によるセラノスティクを考案した。低分子抗癌剤に着目した本研究は、学術的意義に留まらず、癌治療分野における生物製剤・バイオ医薬品の免疫原生やコスト削減等の社会的問題点にも深く関わる研究である。本研究内容は、α線放出核種で標識した抗体医薬型セラノスティクスよりも低コストであり、PET研究の新たな方向性を提唱するものでもある。