1） GD2を標的とした新規CAR-T細胞の開発
GD2とそのscFvである14G2aとの結合様式を立体構造解析により詳細に解析し、抗原認識に関与する領域とフレームワーク領域をそれぞれ特定した。これをもとに、構造を維持したまま自己重合を防ぐ新規フレームワークを選定し、新規GD2 CARタンパク（DAO5 GD2）を設計した。DAO5 GD2の遺伝子をレトロウイルスベクターでT細胞に導入し、CAR-T細胞を作製した結果、GD2陽性腫瘍に対する抗腫瘍活性が確認されたが、従来型と比較してGD2への結合力がやや低下していた。現在、この課題を克服するための構造改変と最適化を進めており、より効果的なCARコンストラクトの確立を目指している。
2） IGF1Rを標的とした新規リガンド型CAR-T細胞の開発
IGF1Rの自然リガンドであるIGF1をCAR構造に組み込んだリガンド型CARを作製したが、体内ではIGFBP3およびALSとの複合体形成によりIGF1Rとの結合が阻害されるという課題があった。これに対し、IGF1Rとの結合を維持しつつIGFBP3およびALSとの結合を抑制するようにIGF1配列を分子設計し、改変型リガンドを作成した。この改変IGF1を用いたCAR-T細胞は、in vitroおよび肺がんマウスモデルにおいても安定した抗腫瘍効果を示し、スペーサー領域の最適化を経て最終コンストラクトが完成した。2022年には特許出願も行い、現在は臨床応用を視野に入れたさらなる改良と非臨床試験を計画している。
3） IL-3Rを標的とした新規リガンド型CAR-T細胞の開発
既存のIL-3R CAR-T細胞はCD123を標的としたscFv型が主流であるが、正常骨髄細胞への毒性が課題であった。そこで、CD123/CD131複合体に特異的に結合し、CD123単独への結合を抑えるよう分子設計された改変IL-3を用いたCARを新たに作成した。改変IL-3型CAR-T細胞は、CD123/CD131複合体を発現する腫瘍細胞に対してin vitroで強い殺傷活性を示し、正常骨髄細胞に対する毒性は有意に低下していた。さらに、トランスクリプトーム解析により、改変型CAR-T細胞では過剰な活性化が抑制され、メモリーT細胞関連の遺伝子群が高発現していた。ヒンジ・スペーサー領域の構造調整を行った最終コンストラクトは、白血病モデルマウスにおいてscFv型よりも強力かつ持続的な抗腫瘍効果を示した。本改変IL-3R CARタンパクは、2025年4月に特許出願を行っている。