In situ precision synthesis of tumor microenvironmentally responsive anticancer drug

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19937
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Wang Xiupeng 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (70598789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大矢根 綾子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50356672)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: がん治療 / ナノ粒子 / 多孔質材料

Outline of Final Research Achievements

We proposed a system for the in situ synthesis of chemotherapy drugs by converting nontoxic substances into antitumor chemotherapy drugs in a specific tumor microenvironment. For that purpose, we fabricated copper-loaded mesoporous silica nanoparticles as exogenous copper supply systems. Oral disulfiram administration in combination with intratumoral or intravenous copper-loaded mesoporous silica administration caused an obvious anti-tumor effect in vivo. In addition, the combination of intratumoral disulfiram-copper-loaded mesoporous silica administration and intraperitoneal immune checkpoint inhibitor administration showed higher antitumor effect than either drug alone, demonstrating a synergistic antitumor effect.

Free Research Field

人間医工学およびその関連分野

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗がん剤治療は全身のがん細胞に効果を発揮する標準的治療法であるが、副作用等の課題が残されている。本研究では、断酒薬ジスルフィラムと銅担持メソポーラスシリカナノ粒子の組み合わせで、非毒性の断酒薬ジスルフィラムの代謝産物が銅イオンをキレート化することにより、殺腫瘍薬の生成を確認し、動物実験で腫瘍サイズの制御による延命効果を確認した。抗がん剤をin situ合成することにより、治療効果の向上や副作用の軽減が期待できる。