細胞種特異的輸送確認マーカーのシステムをどう組むか？

//Discussion to realize CTSDS(*)//-----
(*)CTSDS:Cell-type-specific delivery system
細胞種特異的輸送系統のコンセプトの中に含まれていて
現在、精力的に臨床応用が進んでいるのが、
抗体薬物複合体(ADC)です。
これは癌細胞表面に突出しているタンパク質と
特異的に結合する抗体を薬物とつなぎあわせて
抗がん剤である薬物を癌まで効率的に輸送するというものです。
しかし、今のところ顕著な臨床効果を必ずしも
示さないという結果になっています。
引用先は失念しましたが
The New England Journal of Medicineで
その抗体と結合するタンパク質の発現量に依存しない
臨床結果となっている報告もありました。
タンパク質の発現量が多ければ、
普通に考えれば、輸送効率は高まりそうです。
この報告から
「果たして、狙い通り薬剤が輸送されているのか？」
このような疑問を抱きました。
同時に、Cell-type-specific delivery systemでは
狙いの細胞まで薬剤が特異的に輸送されているかどうかを
何らかの方法で確認しなければならない。
このように考えています。
基礎的な実験では、
人工組織をセットしたマイクロ流体経路を作って、
そこに血液などを流して、
人工組織に狙いの突起を持つゴールを設定して
そこに果たしてナノ粒子が結合するか？
そういった基礎実験は考えられます。
あるいは
もっと入り組んだマイクロ流体経路を使って
人工組織をうまく組み込んで実験する
のもいいかもしれません。
その場合、輸送されたかどうかは
蛍光発光や顕微鏡などを使えば、
可視化することは可能です。
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しかし、
これが体内になると話は別になります。
身体の内部のナノ粒子の流れを可視化する事が難しいからです。
従って、身体から採取できる成分で
ナノ粒子が細胞種特異的に輸送されたことを
確認できる痕跡を見つける必要があります。
その痕跡を意図的につけるという方式も考えられます。
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そうした時にコンセプトとして重要になってくるのが
Sevahn K. Vorperian(敬称略)ら医療研究グループが
示した"Cell-type-specific"な遊離RNA(cfRNA)の存在です。
報告(1)を拝見すると、
腎臓の疾患において組織が萎縮すると
その細胞から出てくるcfRNA量が少なくなるので
それを血液から検出することで、
腎臓の病気であることを細胞レベルで詳しく診断できる
ということが示されています(Fig.2b)。
癌でも癌細胞は細胞レベルで特異的ですから
それに応じたcfRNAを見つけることで
血液検査によって癌種を特定できるということです(2)。
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もし、
細胞特異的輸送が可能なナノ粒子を輸送することで
cfRNAを特異的に改変することができたら(?)
確かにこのナノ粒子がその細胞まで輸送されていることが
証明されたことになります。
しかし、その場合、cfRNAはすでに循環しているものもあるので
果たして細胞内、近傍でのcfRNAに改変を加えたかどうかの
切り分けはこのシステムでは保証されていません。
従って、細胞内の環境内で「のみ」
cfRNAに改変が起こるシステムを見つける必要があります。
輸送効率を見るには、交絡因子をできるだけ取り除いた状態で
輸送効率に変化があるような条件同士の比較になるでしょうか。
この辺は、私自身、実験してみないとわからないところです。
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ここでディスカッションしたいのは
このような細胞特異的なバイオマーカーを
Cell-type-specific delivery systemの
輸送マーカーとして使えないですか？
そのための合理的なシステムは組めないですか？
ということです。
こういった解析は
抗体薬物複合体の評価にも同様に適用できます。
本当に狙い通り特異的な輸送は出来ていますか？
ということです。
これは何としても確認したいと考えています。

(参考文献)
(1)
Sevahn K. Vorperian, Mira N. Moufarrej, Robert C. Jones, Jim Karkanias, Mark Krasnow, Angela Oliveira Pisco, Stephen R. Quake, Julia Salzman & Nir Yosef Bryan Bulthaup, Phillip Brown, William Harper, Marisa Hemenez, Ravikumar Ponnusamy, Ahmad Salehi, Bhavani A. Sanagavarapu & Eileen Spallino Ksenia A. Aaron, Waldo Concepcion, James M. Gardner, Burnett Kelly, Nikole Neidlinger & Zifa Wang  Sheela Crasta, Saroja Kolluru, Maurizio Morri, Angela Oliveira Pisco, Serena Y. Tan, Kyle J. Travaglini & Chenling Xu Marcela Alcántara-Hernández, Nicole Almanzar, Jane Antony, Benjamin Beyersdorf, Deviana Burhan, Kruti Calcuttawala, Matthew M. Carter, Charles K. F. Chan, Charles A. Chang, Stephen Chang, Alex Colville, Sheela Crasta, Rebecca N. Culver, Ivana Cvijović, Gaetano D’Amato, Camille Ezran, Francisco X. Galdos, Astrid Gillich, William R. Goodyer, Yan Hang, Alyssa Hayashi, Sahar Houshdaran, Xianxi Huang, Juan C. Irwin, SoRi Jang, Julia Vallve Juanico, Aaron M. Kershner, Soochi Kim, Bernhard Kiss, Saroja Kolluru, William Kong, Maya E. Kumar, Angera H. Kuo, Rebecca Leylek, Baoxiang Li, Gabriel B. Loeb, Wan-Jin Lu, Sruthi Mantri, Maxim Markovic, Patrick L. McAlpine, Antoine de Morree, Maurizio Morri, Karim Mrouj, Shravani Mukherjee, Tyler Muser, Patrick Neuhöfer, Thi D. Nguyen, Kimberly Perez, Ragini Phansalkar, Angela Oliveira Pisco, Nazan Puluca, Zhen Qi, Poorvi Rao, Hayley Raquer-McKay, Nicholas Schaum, Bronwyn Scott, Bobak Seddighzadeh, Joe Segal, Sushmita Sen, Shaheen Sikandar, Sean P. Spencer, Lea Steffes, Varun R. Subramaniam, Aditi Swarup, Michael Swift, Kyle J. Travaglini, Will Van Treuren, Emily Trimm, Stefan Veizades, Sivakamasundari Vijayakumar, Kim Chi Vo, Sevahn K. Vorperian, Wanxin Wang, Hannah N. W. Weinstein, Juliane Winkler, Timothy T. H. Wu, Jamie Xie, Andrea R. Yung & Yue Zhang Angela M. Detweiler, Honey Mekonen, Norma F. Neff, Rene V. Sit, Michelle Tan & Jia Yan Gregory R. Bean, Vivek Charu, Erna Forgó, Brock A. Martin, Michael G. Ozawa, Oscar Silva, Serena Y. Tan, Angus Toland & Venkata N. P. Vemuri Shaked Afik, Kyle Awayan, Rob Bierman, Olga Borisovna Botvinnik, Ashley Byrne, Michelle Chen, Roozbeh Dehghannasiri, Angela M. Detweiler, Adam Gayoso, Alejandro A. Granados, Qiqing Li, Gita Mahmoudabadi, Aaron McGeever, Antoine de Morree, Julia Eve Olivieri, Madeline Park, Angela Oliveira Pisco, Neha Ravikumar, Julia Salzman, Geoff Stanley, Michael Swift, Michelle Tan, Weilun Tan, Alexander J. Tarashansky, Rohan Vanheusden, Sevahn K. Vorperian, Peter Wang, Sheng Wang, Galen Xing, Chenling Xu & Nir Yosef Marcela Alcántara-Hernández, Jane Antony, Charles K. F. Chan, Charles A. Chang, Alex Colville, Sheela Crasta, Rebecca Culver, Les Dethlefsen, Camille Ezran, Astrid Gillich, Yan Hang, Po-Yi Ho, Juan C. Irwin, SoRi Jang, Aaron M. Kershner, William Kong, Maya E. Kumar, Angera H. Kuo, Rebecca Leylek, Shixuan Liu, Gabriel B. Loeb, Wan-Jin Lu, Jonathan S. Maltzman, Ross J. Metzger, Antoine de Morree, Patrick Neuhöfer, Kimberly Perez, Ragini Phansalkar, Zhen Qi, Poorvi Rao, Hayley Raquer-McKay, Koki Sasagawa, Bronwyn Scott, Rahul Sinha, Hanbing Song, Sean P. Spencer, Aditi Swarup, Michael Swift, Kyle J. Travaglini, Emily Trimm, Stefan Veizades, Sivakamasundari Vijayakumar, Bruce Wang, Wanxin Wang, Juliane Winkler, Jamie Xie & Andrea R. Yung Steven E. Artandi, Philip A. Beachy, Michael F. Clarke, Linda C. Giudice, Franklin W. Huang, Kerwyn Casey Huang, Juliana Idoyaga, Seung K. Kim, Mark Krasnow, Christin S. Kuo, Patricia Nguyen, Stephen R. Quake, Thomas A. Rando, Kristy Red-Horse, Jeremy Reiter, David A. Relman, Justin L. Sonnenburg, Bruce Wang, Albert Wu, Sean M. Wu & Tony Wyss-Coray & Stephen R. Quake
Cell types of origin of the cell-free transcriptome
Nature Biotechnology (2022)
(2)
Matthew H. Larson, Wenying Pan, Hyunsung John Kim, Ruth E. Mauntz, Sarah M. Stuart, Monica Pimentel, Yiqi Zhou, Per Knudsgaard, Vasiliki Demas, Alexander M. Aravanis & Arash Jamshidi 
A comprehensive characterization of the cell-free transcriptome reveals tissue- and subtype-specific biomarkers for cancer detection
Nature Communications volume 12, Article number: 2357