Enhancement of conventional chemotherapy by treatment with an alkalinizing agent

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16415
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: ANDO Hidenori 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 特任助教 (00735524)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: アルカリ化剤 / 腫瘍内中性化 / 尿pH / 重曹（NaHCO3） / クエン酸塩 / ドキソルビシン / Doxil / 抗PD-1抗体

Outline of Final Research Achievements

Acidic extracellular pH is characteristic of the tumor microenvironment and could induce un controlled progression, angiogenesis, and metastasis of the tumors. In addition, it was reported that tumor acidic pH microenvironment is related to the chemoresistance by overexpression of drug-efflux transporters and inactivation of antitumor immune cells. In this study, we challenged to treat the tumor-bearing mice with an oral alkalinizing agent, such as NaHCO3 or sodium potassium citrate, showed the increases of serum/urine bicarbonate concentrations and urine pHs, and consequently succeeded to neutralize the tumor acidic pH microenvironment. In addition, we demonstrated that the oral alkalinizing agent can enhance the therapeutic effects of the conventional anticancer agent, such as doxorubicin, Doxil, and anti-PD-1 antibody.

Free Research Field

ドラッグデリバリーシステム（DDS）

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果より、アルカリ化剤を経口投与することで、抗がん剤の効きやすさを尿pHの変動から予測可能である可能性を示した。腫瘍内pHの測定は、これまで腫瘍摘出後のpHモニタリング、あるいは針状電極を侵襲的に刺突することで行っていたが、尿pHの変動から簡便に腫瘍内中性化をモニタリングし、既存の抗がん剤の治療効果を予測するといった概念はこれまでに存在せず、極めて学術的意義の高いものである。近年、コンパニオン診断薬による医薬品の有効性や安全性を事前に特定する治療概念が注目されている。本研究成果を活用することで、高活性の抗がん剤の薬効を事前に予測可能であることから、高い社会的意義を示すものである。