東レリサーチセンターが保有するDDS（Drug Delivery System）の評価に関する技術を、以下にご紹介します。技術紹介などのご希望がありましたら、お気軽にお問い合わせください。
ご紹介技術情報
- DDSキャリアの分析・評価への取り組み
- mRNA含有脂質ナノ粒子のクライオTEM観察
- 薬物内包リポソーム粒子のクライオTEM-液中AFM解析
- 原子間力顕微鏡（AFM）によるDDSキャリアの形状観察および弾性率評価
- 高速原子間力顕微鏡（高速AFM）を用いた分子間相互作用の可視化
- 薬物の細胞内分布イメージングの極限追及
- DDSキャリアペプチドの合成
- DDS技術に用いられるバイオマテリアルの現状と分析・評価への取り組み
DDSを活用した医薬品開発の支援
DDSキャリアの分析・評価への取り組み
リポソーム製剤の開発に関するガイドライン［平成28年(2018)年3月28日、厚生労働省、薬生審査発0328代19号］と各項目における分析手法は以下の通りです。
東レリサーチセンターでは、すべての項目について分析・評価可能です。リポソームの分析手法を高分子ミセル、無機ナノ粒子、エクソソームに適用することも可能です。
| 項目 | 手法 | 項目 | 手法 |
|---|---|---|---|
| 粒度分布 | DLS | 凝集 | DLS. 濁度 |
| 形態・構造 | TEM. AFM | 封入率 | HPLC, (ICP-MS) |
| 表面電荷 | ELS(ゼ一夕電位) | 不純物(原料由来、 製造工程由来、 目的物質由来) |
HPLC, LC-MS |
| 熱力学的特性 | DSC | ||
| 放出特性 | HPLC, (ICP-MS) | エンドトキシン | LAL |
| 浸透圧 | 凝固点降下法 | 脂質組成 | LC-MS, GC-MS |
| pH | - | 表面修飾分子 | LC-MS, 免疫電顕 |
mRNA含有脂質ナノ粒子のクライオTEM観察
脂質ナノ粒子(LNP)の形態やサイズを解析するためにはクライオTEMが有効であり、mRNA等の含有物の情報も取得可能です。特にmRNAに関してはThionine染色を併用することで、mRNAの形態や存在箇所を明瞭に可視化することが可能です。
本資料では同一ロットの①ブランク品、②mRNA含有品(未染色)、③mRNA含有品(Thionine染色)の構造を比較した結果を紹介します。
mRNA-LNPのクライオTEM像（Thionine染色）
薬物内包リポソーム粒子のクライオTEM-液中AFM解析
薬物送達のメカニズムを解明するうえで、薬物を内包するキャリアの評価は重要な課題です。この評価手法として、クライオTEM観察ではリポソームの内包薬物を可視化することができます。
また、液中AFM観察を実施し、フォースカーブ解析によりベシクル強度を評価することも可能です。
ドキソルビシン（抗がん剤）内包リポソームのクライオTEM観察
薬物の細胞内分布イメージングの極限追及
蛍光プローブによる薬物分子の標識は、薬物動態への影響が懸念されています。それに代わる手法として、薬物動態への影響がより小さい元素（同位体）標識と、高空間分解能質量顕微鏡（NanoSIMS）を用いた、薬物（核酸医薬）の細胞内分布の可視化への取り組みを紹介します。
SEM/NanoSIMSコンビネーションによる核酸医薬品の細胞内分布の可視化
原子間力顕微鏡（AFM）によるDDSキャリアの形状観察および弾性率評価
ドラッグデリバリーシステム（DDS）に着目した研究・開発が盛んであり、DDSキャリアの分析は重要性が増しています。原子間力顕微鏡（AFM）は液中で染色することなくナノスケールの空間分解能で観察可能な唯一の顕微鏡であり、東レリサーチセンターにおいて、DDSキャリアに適用した事例を紹介します。
AFMによるリポソーム・エクソソームの液中観察
高速原子間力顕微鏡（高速AFM）を用いた分子間相互作用の可視化
高速原子間力顕微鏡（高速AFM）を用いると、分子レベルでの相互作用（結合・解離など）をリアルタイムで観察（可視化）することができます。高速AFMにより核酸アプタマーとタンパク質の結合・解離を評価した事例を紹介します。
核酸アプタマー固定後の水中AFM像
DDSキャリアペプチドの合成
薬物送達システム（DDS）のキャリアとしてペプチドが注目を集めています。特に細胞膜透過性ペプチド（CPP）を利用した薬剤分子設計が広く検討されており、東レリサーチセンターでは多くのCPP合成実績があります。技術資料では、リンカーの付与など豊富な化学修飾、さらに二環化などの環状化について紹介しています。
環状ペプチドのDDSへの応用
The TRC News：DDS技術に用いられるバイオマテリアルの現状と分析・評価への取り組み
近年、医薬品の副作用の軽減や有効性の向上を目指し、ドラッグデリバリーシステム（DDS：Drug Delivery System）に着目した研究・開発が進められている。DDSに用いられるキャリアとして、リポソーム、高分子ミセル、無機ナノ粒子といったバイオマテリアルやDrug Conjugates（ADC等）が挙げられる。その中でも当社はリポソームの分析・評価技術の確立に注力しており、難易度が高いTEM（透過型電子顕微鏡）、AFM（原子間力顕微鏡）を中心にリポソームの分析事例を紹介する。
《関連資料： The TRC News 記事No.201910-02》
DDS技術に用いられるバイオマテリアルの現状と分析・評価への取り組み
The TRC News記事は以下リンクよりご購入いただけます
https://www.toray-research.co.jp/service/trcnews/2019/1910_02.html
原子間力顕微鏡（AFM）を用いたmRNAワクチン/mRNA医薬品に向けた品質評価
mRNAワクチンやmRNA医薬品の製造には、鋳型となるプラスミドDNAが用いられることが一般的です。mRNAの純度を高めるためには、プラスミドDNAの直鎖化率を高める必要があり、その評価が求められます。
原子間力顕微鏡（AFM）では、環状と直鎖状のプラスミドDNAを可視化して確認することができます。また鎖長の計測も可能です。
AFM観察結果（液中）および鎖長計測
mRNA医薬品の品質評価への取り組み
東レリサーチセンター CMC分析研究部による「mRNA医薬品の品質評価への取り組み」について紹介資料を作成しました。すべての分析手法でGMP対応が可能です。
試験法開発、分析法バリデーション、安定性試験について、ワンストップで対応します。
