身近な文房具である「液体のり」が、癌の治療に大きな進化をもたらすかも知れない…。2020年1月末、こんなニュースが世間を賑わせました。東京工業大学が「液体のりの主成分を使って、癌に対する放射線治療の効果を向上させることに成功した」と発表したからです。
このニュースで注目したいのは、液体のりそのものではなく、その主成分である「ポリビニルアルコール」という成分です。ポリビニルアルコールは放射線治療にどのような効果をもたらしてくれるのでしょうか。東京工業大学などの研究内容をもとに、詳しく解説します。
今回の実験で液体のり成分と組み合わせた治療法は、現在研究が進められている新しい放射線治療のひとつ「ホウ素中性子補足療法」です。
ホウ素中性子補足療法とは、癌細胞に集積させたホウ素に対して中性子を照射して核反応を起こさせることにより、体内から放射線を照射して癌を破壊する治療法のことをいいます。
ホウ素中性子補足療法では、腫瘍（癌）に対し、従来の放射線療法を大きく上回る高線量の放射線を与えることができます。さらに、正常な細胞に与える損傷も少ないため、癌細胞と正常な細胞が混在している場合にも治療を行うことが可能。これまで治療が困難だった癌に対する希望の光となることが期待され、2020年現在も実用に向けての臨床試験が進められています。
ホウ素中性子補足療法は、大きな期待を寄せられている画期的な治療方法です。しかし、この治療法には「癌細胞にホウ素が留まっている時間が短い」という課題がありました。
これまでの方法では、薬剤を注射して数時間でホウ素化合物の量が減り始めていました。もしも何らかの方法でホウ素をもっと長く癌細胞に留まらせることができれば、治療の効果をさらに高めたり、治療できる部位を広げたりといった成果が得られる可能性があります。そこで白羽の矢が立ったのが、液体のりの主成分である「ポリビニルアルコール」です。
ポリビニルアルコールは、人の身体に馴染みやすく、さまざまな医薬品にも使用されている成分です。
このポリビニルアルコールを、ホウ素中性子補足療法に用いられているホウ素化合物と結合させたところ、体内で細胞に取り込まれる際のプロセスが変わり、細胞内に留まっていられる時間が大幅に長くなることが分かりました。その結果として、これまでの3倍ものホウ素を癌細胞に取り込ませることができるようになったのです。
さらに、マウスによる実験では、癌細胞に対するホウ素の集積性も従来と同等かそれ以上であることが明らかになりました。そのうえ、その後の中性子照射実験ではほぼすべての癌細胞が消滅。つまり、マウスの皮下腫瘍が根治に近い結果が得られたのです。
PVAは多くのジオール基[用語10]を持っており、このジオール基はホウ酸やボロン酸と呼ばれる構造と水中でボロン酸エステル結合を形成することができる。野本助教と西山教授らはこの化学を利用してBPAをPVAに結合させたところ、PVAに結合したBPA（PVA-BPA）はLAT1介在型エンドサイトーシス[用語11]という経路で細胞に取り込まれるようになり、従来のBPAが細胞質に蓄積するのに対し、PVA-BPAはエンドソーム・リソソーム[用語12]に局在するようになった（図3(A)）。その結果、がん細胞に取り込まれるホウ素量が約3倍に向上し、細胞内で高いホウ素濃度を長期的に維持することが可能となった。
出展：「スライムの化学」を利用した第5のがん治療法：東京工業大学
https://www.titech.ac.jp/news/2020/046060.html
この成果に対し、研究に携わった東京工業大学の野本貴大助教は「これほどまでに治療効果が高くなるのかと、自分でも衝撃を受けた」とコメントしています。
今後は、ホウ素化合物を開発している企業の協力も得て、実用に向けた安全性の検証や副作用についての調査が進められます。研究を手がけた東京工業大学の西山伸宏教授によれば、「2～3年以内に前臨床試験を終え、5年以内には臨床試験を開始したい」とのこと。
ポリビニルアルコールは安価なうえ、ホウ素化合物との結合させるのも容易です。また、ホウ素化合物と結合させるにあたり、特別な設備なども要しません。
製造が簡単で価格も安いということは、大量生産のハードルも大幅に下がるということ。このように、大きな治療効果が期待されるうえ製造しやすい薬剤を発見したことは、癌診療の発展にとっての大きな一歩だと言えるでしょう。
