Development of polymeric immune checkpoint inhibitor by extension of low molecular weight compound

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20490
• Project/Area Number (Other): 19H05588 (2019)
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2020); Single-year Grants (2019)
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Ito Yoshihiro 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (40192497)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 中分子医薬 / 免疫チェックポイント阻害剤 / 進化分子工学 / ペプチド医薬 / 高分子医薬 / 多価効果 / Click反応

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed biological activation of small molecule compounds as immune checkpoint inhibitors according to two principles. One method is the increase of the number of interaction points with target molecule by the peptide conjugation, for making them interact more strongly. To this end, we have developed a new method of evolutionary molecular engineering. In the other hand, we employed multivalent effect to enhance the local concentration of low-molecular-weight compounds around the target molecule. A polymerizable group was introduced to make it a polymer, or it was composited into a polyamideamine dendrimer or a branched polyethylene glycol. In addition, immobilization was performed on gold nanoparticles. In this study, three types of small molecule inhibitors were used, and it was found that these multivalent effects differed depending on the type of inhibitor.

Free Research Field

生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

免疫チェックポイント阻害剤の発見や発明は、がん治療における免疫治療という新しい医療を可能にした。しかし、阻害剤は抗体医薬に限られており、高分子量であることや、高価であることやから用途が限定されている。本研究では、阻害剤として低分子阻害剤3種類選び、ペプチド複合化による中分子医薬として、多価化による高分子医薬としての可能性を研究した。中分子医薬は、進化分子工学を用いることができることがわかった。また、高分子医薬化は阻害剤の種類によるものの高活性化が行われた。今後、本研究で検討した原理を用いた低分子化合物誘導体からの新しい医薬品の可能性が期待される。