JP6959661B2 - 抗癌剤を担持したヒト血清アルブミンナノ粒子を利用した肝動脈化学塞栓術用組成物およびその製造方法 - Google Patents
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ヒト血清アルブミンと水溶性抗癌剤の混合物を製造する段階と;前記製造した混合物の酸度(pH)を調節する段階と;前記酸度を調節した混合物を脱溶媒和物質(desolvation material)で滴定する段階と;前記滴定した混合物に粒子安定化物質を添加する段階と;前記粒子安定化物質を添加した後、脱溶媒和物質を気化させる段階と;前記気化した混合物を遠心分離する段階。
ヒト血清アルブミンを蒸留水に溶解させる段階と;前記溶解させた物質の酸度を調節する段階と;前記酸度を調節した物質を脱溶媒和物質で滴定する段階と;前記脱溶媒和物質で滴定した混合物に粒子安定化物質を添加する段階と;前記脱溶媒和物質を気化させる段階と;前記気化した混合物を遠心分離する段階と;前記遠心分離した物質に水溶性抗癌剤を添加して反応させる段階。
ヒト血清アルブミンを蒸留水に溶解させる段階と;前記溶解させた物質の酸度を調節する段階と;前記酸度を調節した物質に2−イミノチアゾリジン(2−imino−thiazolidine)を添加する段階と;前記2−イミノチアゾリジンを添加する段階後、遠心分離する段階と;前記遠心分離後、水溶性抗癌剤を添加する段階と;前記水溶性抗癌剤の添加後、脱溶媒和物質で滴定する段階。
水溶性抗癌剤をクロロホルムに溶解させる段階と;前記溶解させた物質にヒト血清アルブミンを添加する段階と;前記ヒト血清アルブミンを添加した後、ボルテックスする段階と;前記ボルテックスする段階後、超音波処理する段階と;前記超音波処理する段階後、クロロホルムを蒸発させる段階と;前記蒸発させた物質を遠心分離する段階。
(親水性抗癌剤の一つであるアドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法1)
150mgのヒト血清アルブミンと5mgのアドリアマイシンを3mLの3次蒸留水に溶かした後、アドリアマイシンが効果的にヒト血清アルブミンと結合され得るように、約2時間撹拌を行う。その後、ヒト血清アルブミン、アドリアマイシン混合液にpHを約8.0〜8.5に調節するために、pHメーターを利用してNaOHを添加しながら調節する。その後、アドリアマイシンが結合したヒト血清アルブミンが、ナノメートルのサイズに凝集し得るように、エタノールを滴定する。凝集することは、溶液の混濁度の変化により観察することができる。5mLを滴定した結果、溶液の混濁度が変わることを観察した後、凝集したアドリアマイシンが結合したヒト血清アルブミンを架橋結合(クロスリンク)させて安定化を誘導するために、グルタルアルデヒドを添加する。添加したグルタルアルデヒドは、8%の溶液で10μlが添加される。アドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子の安定性は、グルタルアルデヒドの添加量によって調節することができる。その後、一晩中架橋を行って、十分に反応させると同時に、滴定したエタノールを気化させる過程を行う。十分に反応して安定化したアドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子だけを取得するために、12,000rpmで10分間遠心分離を行って、粒子化しないアドリアマイシンが結合したヒト血清アルブミンを除去しつつ、3回繰り返して純度を高める。
動的光散乱法(DLS)方法で粒子のサイズを分析した結果、200.4±50.7nmのサイズを示しており、サイズ分布も、やはり均一な粒子分布を示している。また、粒子内担持されたアドリアマイシンの効果は、約89.64%の担持効果を示している。
[親水性抗癌剤の一つであるアドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法2]
(2.1製造方法)
本アドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子2は、上記で開発されたアドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子1から若干変化した剤形で安定化させるために投与されたグルタルアルデヒドの代わりに、ジスルフィド結合を誘導して製作された剤形である。ジスルフィド結合は、ヒト血清アルブミンにチオール基を2−イミノチアゾリジンを反応させて誘導して行われる。チオール基を誘導するために、まず150mgのヒト血清アルブミンを3mLの3次蒸留水に溶かした後、pHを8.0〜8.5に調節する。その後、2−イミノチアゾリジンを6mgを入れて1時間の間反応させて、ヒト血清アルブミンにチオール基を導入する。十分に反応させた後、導入されない2−イミノチアゾリジンを除去するために、3000Daメンブレンを利用して遠心分離を4,000rpmで3分間行うことによって除去する。分離しないチオール基が誘導されたヒト血清アルブミンに5mgのアドリアマイシンを添加して1時間の間撹拌して、効果的にチオール基が誘導されたヒト血清アルブミンに結合する。その後、エタノールを約5mLを滴定して一晩中撹拌する。
動的光散乱法(DLS)方法で粒子のサイズを分析した結果、193.8±69.7nmのサイズを示しており、サイズ分布も、やはり均一な粒子分布を示している。また、粒子内担持されたアドリアマイシンの効果は、約70.35%の担持効果を示している。
(親水性抗癌剤の一つであるアドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法3)
(3.1製造方法)
アドリアマイシンを担持したヒト血清アルブミンナノ粒子3の場合、アドリアマイシンがヒト血清アルブミンに効果的に静電的力により結合する性質を利用して担持させる方法で製造される。まず、アドリアマイシンが担持されていないヒト血清アルブミンナノ粒子を製造するために、150mgのヒト血清アルブミンを3mLの3次蒸留水に溶解させて、持続的に撹拌を行う。十分に溶かした後、NaOHを利用してpHを8.0〜8.5に調節する。その後、ヒト血清アルブミンを凝集させるために、エタノールを約5mL滴定した後、架橋結合させるために、8%グルタルアルデヒドを10μl添加して一晩中撹拌を行う。十分に一晩中架橋結合反応をさせた後、製作されたヒト血清アルブミンナノ粒子だけを取得するために、12,000rpmで10分間遠心分離させて、粒子化しないヒト血清アルブミンを除去する。取得されたヒト血清アルブミンナノ粒子にアドリアマイシンを担持させるために、アドリアマイシン5mgをヒト血清アルブミンナノ粒子に添加して1時間反応させる。
動的光散乱法(DLS)方法で粒子のサイズを分析した結果、246.9±79.3nmのサイズを示しており、サイズ分布も、やはり均一な粒子分布を示している。また、粒子内担持されたアドリアマイシンの効果は、約45.95%の担持効果を示している。
(難溶性抗癌剤(ドセタキセル;Docetaxel)を担持したヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法)
疎水性抗癌剤を効果的に担持するヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法は、下記の通りである。疎水性抗癌剤であるドセタキセルを10mg/mLの濃度でクロロホルムに溶解させて、ストック溶液を製造する。また、ヒト血清アルブミン溶液を50mg/mLの濃度で3mLを製造した後、以前に準備したドセタキセルストック溶液を100〜200μlを追加して、高速でボルテックスする。ボルテックスして、小さいサイズのクロロホルムに溶けているドセタキセルエマルジョンを製造した後、引き続いて、超音波処理を100%振幅で、1サイクルの条件で2分間行うことによって、内部に抗癌剤溶液を担持し、ヒト血清アルブミンシェルで構成されたエマルジョンを製造する。製造されたエマルジョンがHSAでコーティングされたことを確認した後、真空状態で一晩中クロロホルムを蒸発させる。この際、重要なことは、クロロホルムが早く気化して爆発するのを防止しなければならない。クロロホルムが完全に除去された後、12,000rpmで10分間遠心分離して、粒子化しないヒト血清アルブミンとドセタキセルを除去する。この過程を3回繰り返して、確実に製造されたドセタキセルが含有されたヒト血清アルブミンナノ粒子だけを取得する。
(難溶性抗癌剤(パクリタキセル;Paclitaxel)を担持したヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法)
疎水性抗癌剤を効果的に担持するヒト血清アルブミンナノ粒子の製造方法は、下記の通りである。疎水性抗癌剤であるパクリタキセルを10mg/mLの濃度でクロロホルムに溶解させて、ストック溶液を製造する。また、ヒト血清アルブミン溶液を50mg/mLの濃度で3mLを製造した後、以前に準備したパクリタキセルストック溶液を100〜200μlを追加して、高速でボルテックスする。ボルテックスして、小さいサイズのクロロホルムに溶解したパクリタキセルエマルジョンを製造した後、引き続いて超音波処理を100%振幅で、1サイクルの条件で2分間行うことによって、内部に抗癌剤溶液を担持し、ヒト血清アルブミンシェルで構成されたエマルジョンを製造する。製造されたエマルジョンがHSAでコーティングされたことを確認した後、真空状態で一晩中クロロホルムを蒸発させる。この際、重要なことは、クロロホルムが早く気化して爆発するのを防止しなければならない。クロロホルムが完全に除去された後、12,000rpmで10分間遠心分離して、粒子化しないヒト血清アルブミンとパクリタキセルを除去する。この過程を3回繰り返して、確実に製造されたパクリタキセルが含まれたヒト血清アルブミンナノ粒子だけを取得する。
肝動脈化学塞栓術に適用されて、アドリアマイシンが結合したヒト血清アルブミンナノ粒子が十分に長時間薬物を放出して薬効を持続させる効果を検証するために、まず、インビトロでアドリアマイシンが結合したヒト血清アルブミンナノ粒子1、2、3の薬物放出挙動を分析する。また、肝動脈化学塞栓術で施行される方法と同じ方法で塞栓物質であるリピオドールと比率別に混合して、エマルジョンの形態で変化させて放出されるアドリアマイシンを定量分析することによって、薬物放出挙動を測定する。
アドリアマイシンが結合したヒト血清アルブミンナノ粒子から放出されるアドリアマイシンを分析するために、2000Daサイズの透析膜(dialysis membrane)に製造された試料を1mL(アドリアマイシン含有量:5mg)注入して、完全に密封する。これを10mLのリン酸緩衝食塩水が入っているチューブに入れ、37℃で振とうして、指定された時点に透析膜を10mLのリン酸緩衝食塩水が入っているチューブに移して、時点ごとに試料を取得する。準備された試料のグループは、下記の通りである。
−1:4の体積比として、フリーのアドリアマイシン&リピオドール(free DOX(1:4))
−リン酸緩衝食塩水(DOX−HSA−NPs(PBS))または造影剤(DOX−HSA−NPs(Pamiray))内に、アドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンナノ粒子
−1:4(DOX−HSA−NPs(1:4))の体積比として、アドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンナノ粒子&リピオドール
図6は、グループ1に対する薬物放出挙動を分析した結果を示す。フリーアドリアマイシン群(free DOX)の場合、3時間以内に大部分薬物が放出される結果を示し、比重の高い造影剤(pamiray)に分散したフリーアドリアマイシン群(free DOX(Pamiray))の場合、若干薬物放出時間を遅延させる結果を導き出す。また、リピオドールと混合されてエマルジョンになった形態のフリーアドリアマイシン群(free DOX(1:4))の場合、リピオドールに包んでいるエマルジョンの形態でfree DOX(PBS)群とfree DOX(Pamiray)群より薬物放出の速度を減少させて持続的放出効果を示す。
開発されたアドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンナノ粒子とリピオドールを、1:4の比率で混合させたエマルジョンと現在肝動脈化学塞栓術で実施される方法で、アドリアマイシンをリピオドールと1:4比率で混合させたエマルジョンの抗癌効果を、動物実験を通じて検証する。動物モデルは、VX2 carcinomaウサギモデルであって、肝臓に直接癌細胞を移植して成長させながら、肝癌疾病動物モデルを作製評価する。
VX2 carcinomaウサギモデルを利用してウサギの動脈までX線映像を見ながら、カテーテルを位置させた後、それぞれフリーアドリアマイシン&リピオドールエマルジョン(1:4比率)とアドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンナノ粒子&リピオドールエマルジョン(1:4比率)を200μl注入して、肝動脈化学塞栓術を実施する。この際、それぞれ伝達されるアドリアマイシンの含量は、1mgと同一であり、リピオドールも、やはり同じ用量で注入されることによって、塞栓術による抗癌効果の影響を同一に調節する。それぞれの試料を注入した後、3日後、7日後に腫瘍を採取して抗癌効果を分析する。実験群は、下記の通りである。
−アドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンナノ粒子&リピオドールエマルジョン(1:4比率)7日後採取(002)
−フリーアドリアマイシン&リピオドールエマルジョン(1:4比率)3日後採取(003)
−フリーアドリアマイシン&リピオドールエマルジョン(1:4比率)7日後採取(004)
図9は、それぞれ3日後、7日後の抗癌効果を示している。フリーアドリアマイシンとアドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンを塞栓術に適用した場合、二つの群がいずれも効果的に肝癌細胞を死滅させる結果を示す。しかしながら、フリーアドリアマイシンを処理した場合、7日後の結果(004)に基づいて末梢部位に生存した癌細胞を見ることができるが、アドリアマイシンが担持されたヒト血清アルブミンを処理した群(001と002)の場合、すべて効果的に肝癌細胞を死滅させた結果が得られ、肝動脈化学塞栓術による効果が最大化されたことを示す。さらに、薬物の持続放出による効果が期待され、長期間抗癌効果が期待される。
(インビトロ放出を終えた状態での細胞生存率試験実施結果のデータ分析)
上記の実験は、インビトロ放出を全て終えた状態でのアドリアマイシン担持ヒト血清アルブミンナノ粒子を利用して、細胞生存率試験を行った結果である。図10の左側写真から分かるように、放出がこれ以上進行されない時点でのアドリアマイシン担持ヒト血清アルブミンナノ粒子は、赤色を示し、依然としてアドリアマイシンを担持していることが分かる。
脂質としては、1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DSPC)、DSPE−PEG2000−NHS(1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン−n[ポリ(エチレングリコール)]2000−N−ヒドロキシスクシンイミド)をモル比で9:1になるように比率を調整した後、クロロホルムに溶かした後、ロータリーエバポレーターを利用してクロロホルムを完全に蒸発させて、脂質薄膜を形成する。
(7.1.製造方法)
1.ドキソルビシン・HClがローディングされたヒト血清アルブミンナノ粒子(DOX−HSA NPs)ペレットを一定の濃度になるように(例えば、6.25mg/ml)造影剤であるパミレイ(Pamiray)に分散させる。ナノ粒子が十分に分散し得るようにボルテックスを利用する。
前記alb−MB−TACE剤形に対するDICイメージおよび模式図を図11に示す。また、全5回以上DICイメージを得た後、顕微鏡プログラムで各倍率に対するスケールバーを利用して剤形の平均のサイズを得た結果、17.69±6.83μmの平均直径を有していた。
前記開発されたalb−MB−TACE剤形エマルジョンの抗癌効果を、動物実験を通じて検証した。動物モデルは、VX2 carcinomaウサギモデルであって、肝臓に直接癌細胞を移植して成長させながら、肝癌疾病動物モデルを作製評価する。
alb−MB−TACE剤形のエマルジョンは、ウサギ1匹当りDOX 0.5mg投与を目標として作製された。前記剤形をウサギに注入後、すぐに成人用コンベックスプローブ(中心周波数1.8MHz)を利用して、超音波を15分間加えた。
動物モデルに対するalb−MB−TACEの治療効能評価として、腫瘍容積変化(容積抑制率)の結果を図12に示す。図12で、何も処理しない対照群は、初期に比べて腫瘍体積が約380%増加したことが分かる。これと比較して、alb−MB−TACEの初期対比腫瘍体積の増加は、約20%未満であって、ほとんど起こらないことが分かる。
Claims (15)
- ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル(ethiodized oil)と;
陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子と;
を含み、前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子が、ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステルに対して混合されてヨードケシ油脂肪酸エチルエステルに含まれた混合物の形態をとり、
前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル対前記ヒト血清アルブミンナノ粒子の体積比が、3:1〜4:1である、肝動脈塞栓術用組成物。 - ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル(ethiodized oil)と;
マイクロバブルと;
陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子
を含み、前記ヒト血清アルブミンナノ粒子が前記マイクロバブルの表面に結合され;
前記マイクロバブルにおいて、前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子が前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステルとの混合物の形態で前記マイクロバブルの表面に結合し、
前記マイクロバブルが前記ヨードケシ油脂肪酸エチルエステルに含まれた混合物の形態をとり、
前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル対前記ヒト血清アルブミンナノ粒子の体積比が、3:1〜4:1である、
肝動脈塞栓術用組成物。 - 前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤は、マイトマイシン、シスプラチン、アドリアマイシン、およびゲムシタビンよりなる群から選ばれる一つ以上である、請求項1又は2に記載の肝動脈塞栓術用組成物。
- 前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル対ナノ粒子とマイクロバブルの体積比が、2:1である、請求項2に記載の肝動脈塞栓術用組成物。
- 前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤の濃度は、1〜20mg/mLである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の肝動脈塞栓術用組成物。
- 前記ナノ粒子の濃度は、10〜50mg/mLである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の肝動脈塞栓術用組成物。
- 肝動脈塞栓術用組成物の製造方法であって、
陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子をコンピュータ断層造影剤およびX線造影剤に分散させる段階と;
前記分散したナノ粒子とヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル(ethiodized oil)を混合する段階と;
を含み、
前記水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子が、前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステルに対して混合されてヨードケシ油脂肪酸エチルエステルに含まれた混合物の形態をとり、
前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル対前記ヒト血清アルブミンナノ粒子の体積比が、3:1〜4:1である、
肝動脈塞栓術用組成物の製造方法。 - 肝動脈塞栓術用組成物の製造方法であって、
陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子をコンピュータ断層造影剤およびX線造影剤に分散させる段階と;
前記分散したナノ粒子をマイクロバブルと混合する段階と;
前記ナノ粒子とマイクロバブルの混合物を、ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル(ethiodized oil)と混合する段階と;
を含み、
前記マイクロバブルにおいて、前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤を担持するヒト血清アルブミンナノ粒子が前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステルとの混合物の形態で前記マイクロバブルの表面に結合し、
前記マイクロバブルが前記ヨードケシ油脂肪酸エチルエステルに含まれた混合物の形態をとり、
前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル対前記ヒト血清アルブミンナノ粒子の体積比が、3:1〜4:1である、
肝動脈塞栓術用組成物の製造方法。 - コンピュータ断層造影剤およびX線造影剤は、イオパミドール(Iopamidol)およびパミレイ(Pamiray)(登録商標)よりなる群から選ばれる一つ以上である、請求項7または8に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法。
- 前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤は、マイトマイシン、シスプラチン、アドリアマイシン、およびゲムシタビンよりなる群から選ばれる一つ以上である、請求項7または8に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法。
- 前記ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル対ナノ粒子とマイクロバブルの体積比は、2:1である、請求項8に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法。
- 前記ナノ粒子は、下記段階を含む方法により製造される、請求項7または8に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法:
ヒト血清アルブミンと陽電荷を有する水溶性抗癌剤の混合物を製造する段階と;
前記製造した混合物の酸度(pH)を調節する段階と;
前記酸度を調節した混合物を脱溶媒和物質で滴定する段階と;
前記滴定した混合物に粒子安定化物質を添加する段階と;
前記粒子安定化物質を添加した後、脱溶媒和物質を気化させる段階と;
前記気化した混合物を遠心分離する段階。 - 前記ナノ粒子は、下記段階を含む方法により製造される、請求項7または8に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法:
ヒト血清アルブミンを蒸留水に溶解させる段階と;
前記溶解させた物質の酸度を調節する段階と;
前記酸度を調節した物質を脱溶媒和物質で滴定する段階と;
前記脱溶媒和物質で滴定した混合物に粒子安定化物質を添加する段階と;
前記脱溶媒和物質を気化させる段階と;
前記気化した混合物を遠心分離する段階と;
前記遠心分離した物質に陽電荷を有する水溶性抗癌剤を添加して反応させる段階。 - 前記ナノ粒子は、下記段階を含む方法により製造される、請求項7または8に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法:
ヒト血清アルブミンを蒸留水に溶解させる段階と;
前記溶解させた物質の酸度を調節する段階と;
前記酸度を調節した物質に2−イミノチアゾリジンを添加する段階と;
前記2−イミノチアゾリジンを添加する段階後、遠心分離する段階と;
前記遠心分離後、陽電荷を有する水溶性抗癌剤を添加する段階と;
前記陽電荷を有する水溶性抗癌剤の添加後、脱溶媒和物質で滴定する段階。 - 前記ナノ粒子の製造方法は、真空状態で凍結乾燥させてパウダー剤形のナノ粒子を形成する段階をさらに含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の肝動脈塞栓術用組成物の製造方法。
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