2020 Fiscal Year Final Research Report

Pioneering glioblastoma therapy by in situ mRNA-based amplification of immune checkpoint inhibitors

Research Project

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Project/Area Number	20K20386
Project/Area Number (Other)	18H05378 (2018-2019)
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Allocation Type	Multi-year Fund (2020) Single-year Grants (2018-2019)
Review Section	Medium-sized Section 50:Oncology and related fields
Research Institution	Kawasaki Institute of Industrial Promotion Innovation Center of NanoMedicine
Principal Investigator	Kataoka Kazunori 公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター), ナノ医療イノベーションセンター, センター長 (00130245)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	Cabral Horacio 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10533911) 津本浩平東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90271866)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords	免疫チェックポイント阻害剤 / mRNA / 高分子ミセル / 膠芽腫 / がん免疫療法 / ドラッグデリバリーシステム / 血液脳腫瘍関門 / 抗体
Outline of Final Research Achievements	Glioblastoma is a brain tumor with an extremely poor prognosis, and immune check inhibitors have not shown effectiveness against them. In this study, we tackled the development of fundamental technology for constructing a novel therapeutic strategy of eradicating glioblastoma by continuously producing immune checkpoint inhibitors in situ using messenger (m) RNA. We started with the design and construction of mRNA encoding the single chain Fv (scFv) of clinically used anti-PD-L1 antibody and the optimization of the structure and function of polymeric micelles as carriers of the mRNA. Finally, we succeeded in expressing the scFv of the anti-PD-L1 antibody in brain and glioblastoma tissues using the optimized polymeric micelles loaded with the constructed mRNA.
Free Research Field	薬物送達システム
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	最も悪性度の高い脳腫瘍として知られる膠芽腫の平均余命は1年余りと絶望的に低く、免疫チェックポイント阻害剤などの抗体医薬はほとんど効果がない。この一つの理由として、膠芽腫内血管の内皮細胞が血液脳腫瘍関門を形成して物質輸送を著しく制限していることが挙げられる。本研究で実現を目指した治療法は、頭蓋内に注入したmRNAにより、持続的に免疫チェックポイント阻害剤を増幅産生させられるうえ、研究代表者らが別途開発してきた血液脳腫瘍関門を突破する機能を有する高分子ミセルの技術と組み合わせることで、静脈内投与の経路でも膠芽腫の治療を実現できる可能性を持つ意義の大きいものである。