オリゴ核酸のin vivo（体内）送達には、物理化学的性質や生体内のバリアに起因する多くの課題があります。アンチセンスオリゴ核酸（ASO）やsiRNAは、大きくて負に帯電した分子であり、細胞膜を自力で通過することが困難です。血流中ではヌクレアーゼによる分解や腎臓による排出により、バイオアベイラビリティ（生体利用率）が低下します。また、負電荷により標的細胞への取り込みが妨げられ、効果が制限されることもあります。さらに、オフターゲット効果による毒性や免疫反応のリスクも存在します。
本記事では、これらの障壁を克服しようとするデリバリー技術について考察します。「次世代オリゴ核酸製造技術」シリーズとして、送達技術として、コンジュゲートおよび脂質ナノ粒子（LNP）に焦点を当てます。

活用 

Phosphorodiamidate骨格の修飾に加え、GalNAc、ペプチド核酸（PNA）、抗体-オリゴ核酸結合体（AOC）などのオリゴ核酸結合体は、こうしたin vivo課題をさらに改善するための第三世代の技術として台頭してきています。
・GalNAc-siRNAコンジュゲートは、LEQVIO®（インクリシラン）、GIVLAARI®（ギボシラン）、AMVUTTRA®（ブトリシラン）など、すでに承認されたオリゴ核酸治療薬に使用されており、肝細胞への標的化に優れていることから、約30のGalNAcコンジュゲートが開発中です。
・PNAはDNAの糖-リン酸骨格を細胞透過性のペプチド様構造に置き換えたもので、標的RNAやDNAへの結合親和性と安定性が高く、変形性関節症やアミロイドーシスなどの疾患で研究が進められています。合成には固相ペプチド合成法が用いられます。

・AOCは、がん細胞表面のタンパク質を認識する抗体にsiRNAを結合させることで、健康な組織を傷つけずに標的細胞へ精密に送達することを可能にします。合成にはクリックケミストリーやマレイミド-チオール反応などの化学的結合技術が用いられます。

脂質ナノ粒子

LNPは、オリゴ核酸を内包する脂質で構成された直径約100nmの球状粒子であり、送達技術として非常に有望です。脂質の組成、イオン化性、疎水性、形状などを調整することで、オリゴ核酸の安定性、細胞取り込み、エンドソームからの脱出（細胞質への放出）を促進し、治療効果をより低用量で発揮することが可能になります。
LNPは、patisiran（FDA承認）やprexigebersen（臨床試験中）などのsiRNA送達にも使用されています。製造には、高圧ホモジナイゼーション、マイクロフルイディクス、超音波処理、エタノール注入法などが用いられ、押出、TFF、ろ過などを経て安定した粒子が形成されます。

LNP（脂質ナノ粒子）の脂質組成、イオン化性、疎水性、形態は、オリゴ核酸の積載量、安定性、細胞取り込みを高め、さらにエンドソームからの脱出を可能にするように調整することができます。これは、オリゴ核酸が細胞質内で治療効果を発揮するために不可欠なステップであり、投与量を桁違いに低く抑えることが可能になります。

このような進歩にもかかわらず、これらのデリバリー・システムを大規模に製造するにはいくつかの課題があります。
・GalNAcコンジュゲートの大規模製造は、固相担体への早期結合やアミド・リン酸アミジート化学による後期結合など、確立された手法があります。
・PNAは長鎖の合成と精製が高コストかつ複雑であり、製造上の障壁となっています。
・AOCは、バッチ間の一貫性や両成分の生物活性の維持が課題です。

LNPは室温で製造・内包できますが、修飾リン酸アミジート構造、補助脂質、イオン化アミノ酸によって内包効率が変わります。RNA医薬品は加水分解に弱いため、製造工程の早い段階でLNP形成が必要になることがあります。また、LNPは剪断に敏感で、大規模製造では混合やTFFが難しくなります。製造、凍結乾燥、保管、輸送の各段階で、粒径、内包効率、凝集、安定性の厳密な管理が求められます。 

そのため、サプライヤーはこれらの分野のいずれか、または複数において差別化されたソリューションを提供することで、オリゴ核酸の成長分野でリーディングプレイヤーとなることができます。技術ベンダーは、ペプチドや抗体とのコンジュゲーションに適した固相樹脂を提供することができます。LNPに関しては、脂質ライブラリー、使用直前のLNP製剤、混合やろ過の制御技術などが提供可能です。CROは、結合化学、リンカー試薬、PEG化、凍結乾燥保護剤のほか、規制要件を理解した上での詳細な特性評価、混合、ろ過、充填のバリデーションサービスを提供できます。CDMOは、GalNAc、PNA、AOC、LNPといった各ニッチ分野において、上流・下流の両工程で専門性を持つことが期待されます。これらの革新的なモダリティは、現在のバイオ医薬品CDMOにとっても新たな機会となります。

オリゴ核酸分野において、固相合成を使わず、液相ベースのプラットフォーム、例えば、バイオ触媒、酵素合成、コンジュゲート混合技術などに特化することで、事業を拡大することも可能です。LNPの凍結乾燥工程は、Pfizerのリポソーム型COVID-19ワクチンの経験からも分かるように、最適化と専門知識が依然として必要な分野であり、最終充填を担うCDMOにとっても拡張の余地があります。現在、LNP送達を用いた臨床試験は200件以上進行中であり、製薬大手がコンソーシアムを主導してLNPの標準化を進めるべき時期に来ています。総じて、第3世代のコンジュゲートおよびLNPオリゴ核酸は、サプライヤーが深い知見を得て独自の強みを築くための多くの機会を提供しています。 

要約すると：

オリゴ核酸のin vivo薬物送達は、物理化学的性質や生体内のバリアにより大きな課題があります。複数のコンジュゲート技術や脂質ナノ粒子（LNP）技術は、これらの障壁を克服し、標的への送達精度を高め、患者への投与量を減らすことを目的としています。サプライヤーやサービスプロバイダーには、医薬品送達のサプライチェーンにおける未充足のニーズに対応する製品、製造サービス、試験サービスを開発する大きな機会があります。

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