医薬品タンパク質のデバイスへの吸着メカニズム解明

本研究では、抗体溶液中で界面を介して発生するタンパク質凝集体の発生を抑制するために、タンパク質凝集体発生の根源である、タンパク質の固液界面への吸着メカニズムの解明を目的とした。まず、シリンジ素材とタンパク質との相互作用を解析するため、モノクローナル抗体の複数の溶液条件におけるプレフィルドシリンジ素材への吸着動態の観察と、シリンジへの吸着量の定量を行った。その結果、抗体のシリンジ素材への吸着は、抗体の表面への直接の吸着のみならず、抗体間相互作用により、表面に吸着した抗体層へ更に別の抗体が吸着して多層を形成することが明らかとなった。さらに、高NaCl濃度の溶液条件で吸着量が減少した親水性表面への吸着には静電相互作用の寄与が大きいことが示唆された。一方、界面活性剤の添加により疎水性表面への吸着が完全に抑制されたことから、疎水性表面への抗体吸着には疎水性相互作用の寄与が大きいことが示唆された。次に、吸着モデルを詳細に検証するため、抗体およびポリマーシリンジの物性データセットに基づく吸着モデル式を構築したところ、吸着量の予測値と実測値は高い相関を示し、物性値からの吸着量予測が可能となった。以上より、抗体がシリンジ表面上で多層を形成すること、および吸着に関与する相互作用の寄与はシリンジ素材の疎水度によって異なることが示された。さらに、抗体のポリマーシリンジへの吸着モデル式を構築できた。本研究におけるもっとも重要な知見は、シリンジ表面の疎水度をコントロールすることで添加剤を使用しなくとも治療用タンパク質の吸着および吸着に起因する凝集が抑制できることである。従って、包装容器の材料も含めて設計することで、より安全な医薬品の創出につながると考えられる。

本研究では、抗体溶液中で界面を介して発生するタンパク質凝集体の発生を抑制するために、タンパク質凝集体発生の根源である、タンパク質の固液界面への吸着メカニズムの解明を目的とした。まず、シリンジ素材とタンパク質との相互作用を解析するため、モノクローナル抗体の複数の溶液条件におけるプレフィルドシリンジ素材への吸着動態の観察と、シリンジへの吸着量の定量を行った。その結果、抗体のシリンジ素材への吸着は、抗体の表面への直接の吸着のみならず、抗体間相互作用により、表面に吸着した抗体層へ更に別の抗体が吸着して多層を形成することが明らかとなった。さらに、高NaCl濃度の溶液条件で吸着量が減少した親水性表面への吸着には静電相互作用の寄与が大きいことが示唆された。一方、界面活性剤の添加により疎水性表面への吸着が完全に抑制されたことから、疎水性表面への抗体吸着には疎水性相互作用の寄与が大きいことが示唆された。次に、吸着モデルを詳細に検証するため、抗体およびポリマーシリンジの物性データセットに基づく吸着モデル式を構築したところ、吸着量の予測値と実測値は高い相関を示し、物性値からの吸着量予測が可能となった。以上より、抗体がシリンジ表面上で多層を形成すること、および吸着に関与する相互作用の寄与はシリンジ素材の疎水度によって異なることが示された。さらに、抗体のポリマーシリンジへの吸着モデル式を構築できた。本研究におけるもっとも重要な知見は、シリンジ表面の疎水度をコントロールすることで添加剤を使用しなくとも治療用タンパク質の吸着および吸着に起因する凝集が抑制できることである。従って、包装容器の材料も含めて設計することで、より安全な医薬品の創出につながると考えられる。