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超分岐ポリ(2-オキサゾリン)とポリ(エチレングリコール)。生体内分布の構造活性比較
Hyperbranched Poly(2-oxazoline)s and Poly(ethylene glycol): A Structure-Activity Comparison of Biodistribution.
PMID: 32687312 DOI: 10.1021/acs.biomac.0c00765.
抄録
ポリエチレングリコール（PEG）を含む治療薬や製剤の異常な薬物動態を報告している研究を鑑みると、代替代替材料の探索とナノメディシンの用途に合わせた特定の材料の調整に新たな重点が置かれている。ポリ(2-オキサゾリン) (POx)はこの点で大きな期待が寄せられていますが、免疫系の成分とのPOxとPEGの相互作用を比較することで、それぞれの特異的な適合性を知る必要があります。ここでは、PEGまたは親水性のPOxマクロモノマーで構成される超分岐ポリマーの注入後の単離された免疫細胞の相互作用をフローサイトメトリーを介して決定した。すべての材料は、分析したすべての脾臓免疫細胞と同様の相互作用を示した。興味深いことに、脾臓のCD68とCD11bマクロファージは、CD11bの方が母集団が少ないにもかかわらず、同程度のレベルのポリマーの関連性を示した。これは、CD68がスカベンジャー受容体であり、サイトカインの産生だけでなく、異物粒子の相補的な取り込みを介して炎症を媒介することに関連しているCD11bとは対照的に、細胞の破片のクリアランスと貪食の促進を直接促進することを考えると、興味深いことである。肝臓では、PEGとポリ(2-メチルオキサゾリン)超分岐ポリマーは細胞内での関連性に明確な違いは見られなかったが、超分岐ポリ(2-エチルオキサゾリン)はデンドロサイトやCD68マクロファージとの関連性の増加を示し、この物質が免疫系の構成要素と相互作用する傾向が強いことを示唆している。この研究は、化学構造の微妙な変化がいかに免疫応答に影響を与えるかの重要性を浮き彫りにしている。
In light of research reporting abnormal pharmacokinetic behavior for therapeutics and formulations containing poly(ethylene glycol) (PEG), a renewed emphasis has been placed on exploring alternative surrogate materials and tailoring specific materials to distinct nanomedicine applications. Poly(2-oxazolines) (POx) have shown great promise in this regard; however, a comparison of POx and PEG interactions with components of the immune system is needed to inform on their distinct suitability. Herein, the interaction of isolated immune cells following injection of hyperbranched polymers comprised of PEG or hydrophilic POx macromonomers was determined via flow cytometry. All materials showed similar association with all of the splenic immune cells analyzed. Interestingly, splenic CD68 and CD11b macrophages showed similar levels of polymer association, despite CD11b being a smaller population, suggesting CD68 is linked to increased recognition and phagocytosis of these nanomaterials. This is of interest given that CD68 is a scavenger receptor and directly facilitates the clearance of cellular debris and promotion of phagocytosis, as opposed to CD11b, which is associated with the mediating inflammation via the production of cytokines as well as complement-mediated uptake of foreign particles. In the liver, PEG and poly(2-methyl oxazoline) hyperbranched polymers showed no discernible differences in their cellular association, while hyperbranched poly(2-ethyl oxazoline) showed increased association with dendrocytes and CD68 macrophages, suggesting that this material exhibited a greater propensity to interact with components of the immune system. This work highlights the importance of how subtle changes in chemical structure can influence the immune response.