タンパク質共役のためのポリ(L-グルタミン酸)-コ-ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体

Poly(L-glutamic acid)-co-poly(ethylene glycol) block copolymers for protein conjugation.

• Katia Maso
• Antonella Grigoletto
• Lucia Raccagni
• Marino Bellini
• Ilaria Marigo
• Vincenzo Ingangi
• Akira Suzuki
• Midori Hirai
• Masaki Kamiya
• Hiroki Yoshioka
• Gianfranco Pasut

抄録

顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）やヒト成長ホルモン（hGH）などの治療用タンパク質に結合させるためのポリマーとして、ポリ（L-グルタミン酸）-コ-ポリ（エチレングリコール）ブロック共重合体（PLE-PEG）が研究されています。PLE-PEGブロック共重合体は、PEGの本質的な特性と生分解性アニオン性PLE部位が同時に存在することにより、タンパク質を安定化し、分解から保護し、血流中での滞留時間を延長することが可能となりました。PLE-PEG共重合体をG-CSFとhGHのN末端に選択的に結合させると、タンパク質の二次構造を保持した均質なモノコンジュゲートが得られる。本研究では、PLE-PEG-G-CSFとPLE-PEG-G-CSF誘導体の薬物動態と顆粒形成を誘導する能力を、それぞれSprague-DawleyラットとC57BL6マウスで評価した。その結果、PEG-Nter-G-CSF（市販のPegfilgrastim）と同等以上のバイオアベイラビリティと生理活性を有していることが明らかになった。低解剖ラットで試験したPLE-PEG-hGHおよびPLE-PEG-hGH誘導体の治療効果は、負に荷電したPLEブロックの存在がPEG-Nter-hGHに関して追加的に抱合体の生物学的性質を高めることを実証している。

Poly(L-glutamic acid)-co-poly(ethylene glycol) block copolymers (PLE-PEG) are here investigated as polymers for conjugation to therapeutic proteins such as granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) and human growth hormone (hGH). PLE-PEG block copolymers are able to stabilize and protect proteins from degradation and to prolong their residence time in the blood stream, features that are made possible thanks to PEG's intrinsic properties and the simultaneous presence of the biodegradable anionic PLE moiety. When PLE-PEG copolymers are selectively tethered to the N-terminus of G-CSF and hGH, they yield homogeneous monoconjugates that preserve the protein's secondary structure. During the current study the pharmacokinetics of PLE-PEG-G-CSF and PLE-PEG-G-CSF derivatives and their ability to induce granulopoiesis were, respectively, assessed in Sprague-Dawley rats and in C57BL6 mice. Our results show that the bioavailability and bioactivity of the derivatives are comparable to or better than those of PEG-Nter-G-CSF (commercially known as Pegfilgrastim). The therapeutic effects of PLE-PEG-hGH and PLE-PEG-hGH derivatives tested in hypophysectomized rats demonstrate that the presence of a negatively charged PLE block enhances the biological properties of the conjugates additionally with respect to PEG-Nter-hGH.

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