研究者らは、固形腫瘍に注射すると固化し、CTスキャンで確認でき、抗がん剤をゆっくりと放出する液体ゲルを開発した。このゲルと免疫療法を組み合わせると、マウスの生存率が向上し、遠隔の未治療の腫瘍にも効果があり、転移性がんを治療する可能性があることが示唆されました。
抗がん剤を腫瘍に直接注射すること（腫瘍内療法）は、固形腫瘍を治療するための有望なアプローチです。ただし、臨床試験ではいくつかの欠点も明らかになりました。 1 つは、ほとんどの免疫療法は小分子で構成されており、注射後に腫瘍部位からすぐに消散する傾向があることです。もう 1 つの問題は、その場で治療を視覚化して、目標とする治療の送達を確認する方法です。
今回、マサチューセッツ総合病院ブリガム分院の研究者らは、コッホ統合癌研究所と協力して、これらの課題を克服するゲル送達システムを開発した。
「このゲルは、腫瘍内免疫療法における既存の試みの2つの問題を解決します。それは、介入放射線科医が薬物送達を確認できるように療法を可視化して実用化することと、薬物が実際に必要な場所に確実に留まるようにすることです」と研究の筆頭著者であるAvik Som氏は述べた。
研究者らは多機能ゲルの作成に着手しました。ゲルは室温で注入でき、腫瘍部位で固化できる必要がありました。 CT画像で治療を視覚化できるように、画像形成剤を含まなければなりませんでした。そしてそれはがん治療を実行できなければなりませんでした。この場合の治療法は、米国食品医薬品局によって承認された免疫刺激薬であるイミキモドです。
彼らは最終的に、生体適合性のあるポリ乳酸コポリグリコール酸（PLGA）とポリエチレングリコール（PEG）から構成されるトリブロック構造コポリマーに落ち着きました。このトリブロック構造には、イミキモドの制御放出を可能にする 2 つの重要な特徴があります。1 つは、薬物をカプセル化するミセル状のナノ粒子に自己集合することができ、その溶解度が約 2,000 倍増加し、より大量の薬物の放出が可能になります。第二に、体温に近い温度では、このミセル構造は粘性のあるゲルを形成します。次に、研究者らは造影剤イオパミドールを追加して、CT で腫瘍内注射を観察しました。彼らはこのゲル送達システムを「Imigel」と名付けました。
研究者らは、免疫療法に抵抗性のことが多い結腸がんと乳がんのマウスモデルを用いて、イミゲルとチェックポイント阻害剤（CPI）療法を組み合わせた腫瘍内注射を動物に単回投与した。各マウスには同じ種類の腫瘍が 2 つありましたが、治療されたのは 1 つだけであったため、研究者はゲルが局所免疫と全身免疫の両方を刺激するかどうかをテストすることができました。
90 日間の治療後、両方のがんモデルで生存率が向上しました。結腸癌モデルでは、マウスの 46% が生存しました。乳がんモデルでは、マウスの 20% が生存しました。この治療では全か無かの反応が得られました。これに反応したマウスは、治療した腫瘍と遠隔腫瘍の完全な退縮を示しましたが、反応しなかったマウスはどちらの部位でも退縮を示さなかったのです。
「このゲルを腫瘍に注射すると、免疫系にがんを認識するよう教え込み、ゲルが注射された部位だけでなく、同じがんが潜んでいる可能性のある体の他の部分も攻撃するように促します」とトム氏は語った。
局所療法が遠隔転移に対する治療効果を誘導する、いわゆる「腹膜効果」は免疫活性化に二次的なものである可能性があり、がん治療、特にCPI療法に抵抗性のがんではまれです。この研究で使用された併用療法は、遠隔の未治療腫瘍に効果があり、転移性がんの治療に影響を与える可能性があります。
研究者らは今後もゲル技術の安全性のテストを続け、イミキモド以外の薬剤を使ったその有効性をテストする予定だ。
この研究の共著者の一人であるエリック・ウェーレンバーグ・クレー氏は、「これは初期の概念実証だが、これらの技術を患者に導入するために我々全員が積極的に協力している。たった1回の注射で患者を治療できることは多くの利点をもたらし、この技術は現在治療が難しいがんの治療に役立つ可能性があると考えている」と語った。
この研究は、Advanced Healthcare Materials 誌に掲載されました。