アメリカの薬物送達と治療学ジャーナル オープンアクセス

抽象的な

戦略的PEG化：生物学的医薬品の半減期延長

カン・チュン・リー

生物学的製剤の強力な効果は、生体内での半減期が短いために妨げられ、試験管内で見られる活性よりも大幅に低いレベルで実現します。PEG化は、ペプチドおよび小タンパク質薬の自然な活性を維持しながら半減期を延ばすための段階的進歩です。これらの短時間作用型補助剤には、特に慢性疾患の場合、心臓への適合性が低下する可能性のある定期的な投与プロファイルが必要です。したがって、半減期延長の進歩は、改良されたまたは新しい生物学的製剤の採用に進んでいます。PEG化は、鎮静剤の溶解性と安定性を改善し、血流時間を延長し、免疫原性を減らし、投与回数を減らすために日常的に使用される方法です。核内変換と同様に、活性部位が影響を受け、特にペプチドや小タンパク質などの小さな核内分子で変換が行われると、治療薬の生物活性を大幅に低下させる可能性があります。高い分子量の PEG による立体障害は、粒子の生理的および薬理学的活性に悪影響を及ぼす可能性があります。分子量が高いほど、生物活性は低くなります。そのため、十分な薬効を発揮するには、PEG の分子量と治療用分子の合成のバランスを取る必要があることが一般的に認識されています。ここで紹介する重要な PEG 化手法は、通常の PEG 化ペプチドおよびタンパク質に比べてさまざまな利点があります。重要な PEG 化は、PEG 化と生物活性のトレードオフが重要ではないことを示しています。特に、この仮説は、モデル ペプチドとして GLP-1 類似体に対する強力な適合性ペプチドの重要な PEG 化に焦点を当てています。

しかし、天然薬は、その半減期が非常に短いという欠点がしばしばあります。つまり、一度投与されると、驚くほど速く体内から排出される可能性があるということです。この半減期の短さのため、糖尿病、血友病、好中球減少症などの慢性疾患の患者は、より高い用量をより確実に投与する必要があることが多く、持続性の低下、コストの上昇、および副作用のリスクの増大の可能性を引き起こします。治療効果が期待できる薬は、通常、この要因によって制限されます。したがって、製薬業界とバイオテクノロジー業界では、半減期延長法にますます注目しており、さまざまな研究機関や学術論文では、ペプチドとタンパク質の血中半減期を延長および改善する開発のトレンドが注目されています。バイオ医薬品の大部分、または進行中の研究では、半減期が短いことの悪影響があり、長期にわたって治療効果を維持するには、段階的な使用が必要です。半減期延長法を利用すると、薬物動態および薬力学的特性が改善された効果的な治療薬の開発が可能になります。現在採用されている、または試されているバイオ医薬品の大部分は、血清半減期が短いことによる悪影響を受けます。半減期延長は、バイオ医薬品の過剰使用を管理し、投与間隔を延長することで患者の負担を軽減する方法と考えられてきました。

ナノ粒子の表面をポリエチレングリコール (PEG) で覆うこと、つまり「PEG 化」は、標的細胞や組織への薬物および品質の伝達効率を高めるために一般的に使用される方法です。タンパク質を PEG 化して中枢神経系の流れを改善し、免疫原性を低減する効果に基づいて、一般的に制御されたナノ粒子の詳細の決定に対する PEG コーティングの影響は、これまでも、そして現在も、広範囲に研究されています。ナノ粒子の PEG コーティングは、表面を集積、オプソニン化、および貪食から保護し、重要な拡散時間を短縮します。あまり話題に上らないトピックですが、次に、消化管から視覚に至るまで、さまざまな組織化方法に関連する効果的な薬物および品質伝達に対するさまざまな生物学的障壁を克服するためにナノ粒子の PEG コーティングがどのように使用されているかを説明します。最後に、ナノ粒子を PEG 化する 2 つの手法と、薬物送達と品質伝達を改善するための PEG 表面被覆の適切さの重要な要素である PEG 表面の厚さを記述する方法について説明します。