東北大学がAI設計の人工タンパク質「IDP1」と極細硬性内視鏡を開発、マウス大腸がんで1回投与により腫瘍消失を確認

生分解性タンパク質と接触型照射で光熱療法の課題に対応

　東北大学多元物質科学研究所の都英次郎教授（北陸先端科学技術大学院大学客員教授）らと、エア・ウォーター株式会社の山下紘正グループリーダー（帝京大学先端総合研究機構特任准教授）らの共同研究グループが、近赤外線レーザでがん細胞を熱で破壊する「光熱療法」に関する新たな材料とデバイスを開発したと発表した。研究グループは、タンパク質構造予測AI「AlphaFold（アルファフォールド）」を活用してヒト血清アルブミンを改変した人工タンパク質「IDP1（内在性無秩序ポリペプチド1）」を設計し、これを光熱変換ナノ粒子の表面にコーティングした。IDP1は血中滞留時間が従来のポリエチレングリコール（PEG）の4倍以上であり、体内の酵素によって分解される生分解性を持つとしている。

　光熱変換ナノ粒子は、直径約200ナノメートルの脂質ナノ粒子内部にカーボンナノホーン（CNH）と、米食品医薬品局（FDA）承認の蛍光色素であるインドシアニングリーン（ICG）を封入し、表面をIDP1でコーティングしたものである。静脈投与のみで腫瘍に効率よく集積し、正常臓器への分布が少ないことを定量的に確認したとしている。あわせて、エア・ウォーター株式会社と共同開発したレンズ径0.5ミリメートルの極細硬性内視鏡を用い、標準的な16ゲージの注射針に挿入して腫瘍内部に刺し込み、直接レーザを照射する「接触型照射システム」を実現した。マウスの大腸がんモデルでは、1回の薬剤投与と1回のレーザ照射の組み合わせにより腫瘍が14日以内に消失し、40日以上再発しないことを確認したとしている。観察期間中、明らかな全身毒性は認められなかったという。