新型コロナウイルス研究 ＃04

 

超音波応答性ナノバブル技術による核酸デリバリーシステム

今回の新型コロナウイルスのパンデミックでは、RNAワクチンとウイルスベクターワクチンが初めてヒト臨床応用されましたが、本研究ではこれらとは異なるモダリティであるDNAワクチンの開発を目指しています。DNAワクチンは、RNAワクチンと比較して保存や輸送に超低温が不要なことや大規模製造が比較的容易などの利点を有するものの、ヒト実用化には至っていません。この理由として、DNAを細胞内へ効率的かつ安全に送達する技術が未成熟な点が挙げられます。本研究では、まさにこの点を私たちの独自技術である超音波応答性ナノバブルを利用して解決しようとする試みです。超音波応答性ナノバブルとは、脂質ナノ粒子に超音波造影ガスを閉じ込めたナノサイズの微細な粒子です。超音波応答性ナノバブルに対して超音波を照射すると、キャビテーションと呼ばれる小さい気泡の生成と崩壊が起き、これに伴い生じるマイクロジェット流が駆動力となり核酸や薬物を細胞の中に送り込むことができます。私たちはこれまでに、超音波応答性ナノバブル技術を用いることでプラスミドDNA・mRNA・siRNA・miRNA・アンチセンスオリゴヌクレオチドなどの核酸を安全かつ効率的に遺伝子導入することで種々の遺伝子治療が可能なことを細胞実験や動物実験で実証しています。

超音波応答性ナノバブル技術を基盤とした新規DNAワクチンシステム

DNAワクチンは、生体内での遺伝子導入により、抗原と呼ばれる病原体が持つ分子を身体の中で作らせることによって病原体に対する免疫応答を誘導します。つまり、生体内で作られる抗原の量・期間と場所がワクチン効果に大切な要素になります。私たちはまず、本事業の支援を受けてDNAワクチンに用いるプラスミドDNA(環状2本鎖DNA)のデザインから研究を始めました。これには例えば、DNAからmRNAへの転写を担うプロモーター領域の選択と細胞質でmRNAから翻訳されるタンパク質の行方(細胞の中や細胞の外に分泌など)等があります。現在、これらの設計したいくつかのプラスミドDNAを用いてマウスの筋肉に対して効果的かつ安全に遺伝導入が出来るような超音波応答性ナノバブルのデザインと条件の検討をおこなっています。私たちは本研究が全く新しいタイプのワクチンモダリティへの道に繋がると期待し、研究に取り組んでいます。これにより、新型コロナウイルス感染症のみならず次のパンデミックに備えた幅広い技術基盤を社会に提供したいと考えています。