脂質ナノ粒子：多用途で洗練されたドラッグデリバリーシステム
1960年代に第一世代のリポソームが発見されて以来、脂質ナノ粒子（LNP）は飛躍的な進化を遂げてきました。LNPは主に医薬品業界で治療用キャリアとして利用されていますが、医療用画像診断、化粧品、栄養学、農業といった他の分野でも、規模は小さいながらも活用されています。
脂質ナノ粒子は、数十年にわたり医薬品業界で広く使用されてきました。他の遺伝子やワクチンのデリバリーシステムと比較して製造が容易で、免疫原性が低く、より多くのペイロードを運搬できるため、低分子、タンパク質、核酸など、さまざまな種類の治療薬を運ぶための成功した効率的なキャリアとなっています。
近年、脂質ナノ粒子は承認された2種類のmRNA COVIDワクチンにおける役割で世界的な注目を集めました。mRNAを正確に届けるためのワクチンプラットフォームにおける最先端技術として、その有用性が実証されています。mRNA治療薬以外にも、脂質ナノ粒子は他の疾患領域で重要な役割を果たす可能性があります。実際、すでに多くの脂質ナノ粒子がさまざまな疾患の治療薬として承認されています（図1）。ここでは、抗腫瘍治療における脂質ナノ粒子の活用について概説します。
がん治療における脂質ナノ粒子の応用
CAS Content Collection™を活用し、LNP製剤が使用されている治療領域の分布を調査しました（図2）。その結果、抗腫瘍治療がLNP医薬品の用途の大部分（46%）を占めており、この分野における重要な役割が浮き彫りになりました。抗腫瘍LNP製剤の単一用途として最も多いのは乳がん（25%超）で、次いで卵巣がん、肺がん（各10%）となっています。
脂質ナノ粒子には、がん治療におけるドラッグデリバリーに適した多くの利点があります：
LNPは、いわゆる「EPR効果（Enhanced Permeability and Retention effect：増強された透過性と保持）」を通じて、がん治療の有効性を高めることが示されています。腫瘍の血管は急速かつ不完全な血管新生により透過性が高まっているため、LNPは容易に通過することができます。これにより、静脈内投与されたLNPは腫瘍内に選択的に蓄積されます（投与経路によってデータは異なります）。さらに、腫瘍内のリンパ排液の機能不全がLNPの保持を促進し、蓄積されたLNPが腫瘍細胞内で抗腫瘍薬を選択的に放出することを可能にします。
さまざまな治療法におけるLNPの適用可能性をより深く理解するため、CAS Content Collection™を用いて、LNPの製剤プロセスと適用可能な治療法との相関を分析しました。その結果、免疫リポソームとステルスリポソームが、抗腫瘍治療において最も広く利用されているLNPタイプであることが判明しました。
非常に効果的なステルスリポソームがん治療薬の例として、DOXIL®（ドキソルビシン塩酸塩リポソーム注射剤）が挙げられます。これは、進行卵巣がん、多発性骨髄腫、およびHIV関連カポジ肉腫の管理のために承認された最初のリポソーム製剤です。DOXIL®に使用されているLNPは、EPR効果を利用して強力な抗がん剤であるドキソルビシンの心毒性を抑える一方、立体的に安定化されたナノ粒子が血中での循環時間を延長させます。
現在および将来の研究に関しては、メラノーマ、成人膠芽腫、消化器がん、泌尿器がんなど、さまざまな固形がんを対象としたがん免疫療法の標的として、LNP製剤を検証する第I/II相臨床試験が多数進行しており、これらの治療法の臨床的有用性の広さが強調されています。
腫瘍へのドラッグデリバリーをさらに強化する手法として、刺激応答性リポソームの研究も進められています。これは、特定の物理化学的または生化学的刺激に応じて薬剤が放出されるよう設計されたものです。例として、ドキソルビシン（刺激：温度/pH）、5-フルオロウラシル（刺激：磁場）、AMD3100（刺激：レーザー照射）などが挙げられます。
ナノ医療という新たな分野における脂質ナノ粒子の将来
ナノ医療の分野は、がん以外にも幅広い臨床応用が可能な現代の薬物療法として、目覚ましい進歩を遂げています。ナノ医療は、従来の薬物キャリアシステムの有効性、選択性、体内分布を改善し、その限界を克服する一助となっています。
医療における脂質ナノ粒子の活用は今後さらに拡大すると見込まれており、遺伝子編集、ワクチン開発、腫瘍免疫学など、核酸を細胞内へ効率的に送達する技術が不可欠な遺伝子医療の分野において大きな期待が寄せられています。患者の年齢、疾患の状態、併存疾患といった生物学的な障壁に関わらず、確実な薬物送達を実現する個別化医療のニーズに応えるべく、より高度で多機能なナノキャリアの設計が進められています。
脂質ナノ粒子は、継続的な開発により、現代のナノテクノロジーにおいて最も有益かつ有望な領域の一つとして認識されるようになるでしょう。
Tenchov R, et al. Lipid nanoparticles - From liposomes to mRNA vaccine delivery, a landscape of research diversity and advancement. ACS Nano. 2021 Jun 28. doi: 10.1021/acsnano.1c04996. オンライン先行公開。
