Investigation of prediction of oral absorption of biopharmaceuticals and high-functional DDS using iPS cell-derived intestinal cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07005
• 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: Kobe Gakuin University
• Principal Investigator: Takeda Mariko 神戸学院大学, 薬学部, 教授 (70257096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀井 敬泰 神戸学院大学, 薬学部, 講師 (40637451)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 消化管吸収 / 経口吸収予測 / 生体膜透過性 / iPS細胞由来小腸上皮細胞 / Caco-2 細胞 / バイオ薬物 / インスリン / 吸収促進剤

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to evaluate the utility of human iPS cell-derived small intestinal epithelial cells (hiPSC-SIECs), which have properties similar to those of the small intestine, for the construction of a new in vitro model to predict intestinal absorption of peptide drugs. Experimental results showed that the transport of peptide drugs was significantly faster in hiPSC-SIEC monolayers than in Caco-2 cell monolayers, that hiPSC-SIECs require divalent cations to maintain the barrier function, and that the experimental conditions established with Caco-2 cells for the application of absorption enhancers were not applicable to hiPSC-SICEs. It is concluded that these characteristics must be fully understood in order to construct an in vitro evaluation model using hiPSC-SICEs.

Free Research Field

薬剤学、薬物送達システム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高機能性DDSキャリアやバイオ薬物の経口吸収予測に使えるツールとして、近年、小腸に近い性質を持つヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞（hiPSC-SIEC）が開発され、腸管薬物透過性のin vitro評価における新規候補モデルとして注目されている。しかし、本研究の成果により、hiPSC-SIECの特性は、従来モデルであるCaco-2 細胞とは大きく異なることが見出され、またCaco-2 細胞で確立された実験法を適用できないことも明らかになったため、hiPSC-SICEを用いたin vitro評価モデルの構築のためにはその特性をさらに明らかにし、ツールとしての性能を上げる必要があると結論される。