2023 Fiscal Year Research-status Report

Development of powder formulation of lipid/calcium carbonate nanoparticles for inhalable vaccines

Research Project

Project/Area Number	21KK0279
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	麓伸太郎長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (70380988)
Project Period (FY)	2022 – 2024
Keywords	遺伝子・核酸工学材料 / 粉末製剤 / 経肺ワクチン
Outline of Annual Research Achievements	新型コロナウイルスのような新興感染症のパンデミックに対応するためには、迅速なワクチン開発が求められる。呼吸器である肺は常に外環境に曝されており、感染症防御対策として経肺投与型ワクチンは高い有効性が期待される。本研究では、新興感染症に対応し得るワクチンプラットフォームとして、粉末化脂質・炭酸カルシウムナノ粒子の開発を目指す。当該ナノ粒子は、細胞内に取り込まれた後、内包するタンパク質・核酸・遺伝子を細胞質へ放出するようにデザインされており、効率的な細胞性免疫の惹起が期待される。当該ナノ粒子を粉末化することで、吸入可能な経肺投与型ワクチンとなることが期待される。本研究では、噴霧乾燥および経肺投与型ワクチンの実績を有する海外研究者（ニューメキシコ大学Dr. Muttil）と国際共同研究を行う。これまでに、カチオン性脂質を用いてモデル抗原オボアルブミンを封入した脂質・炭酸カルシウムナノ粒子を調製することができていた。本年度は、カチオン性脂質を用いず、アニオン性脂質であるDPPS、中性であるDPPCおよびコレステロール、安定化のためのPEG脂質を用いた場合でも同様にオボアルブミン封入脂質・炭酸カルシウムナノ粒子を調製することができることを見出した。さらに、この脂質・炭酸カルシウムナノ粒子を噴霧乾燥し、粉末化できた。添加剤として、マンニトールおよびロイシンについて検討し、マンニトールでは粉末化によるナノ粒子の粒子径増大が認められたが、ロイシンでは粒子径増大が顕著に抑制された。ロイシンの溶解速度が遅いことから、マンニトールとロイシンを組み合わせることで、粒子径変化と溶解速度のバランスを取ることができることも明らかになった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason カチオン性脂質を使わない組成においても脂質・炭酸カルシウムナノ粒子を調製可能であることを見出し、噴霧乾燥法によるナノ粒子の粉末化にも成功しているため。
Strategy for Future Research Activity	噴霧凍結乾燥法についても検討し、脂質・炭酸カルシウムナノ粒子の粉末化に適した乾燥法を見出す予定である。