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パクリタキセルは、タキソールなどの商品名で販売されており、卵巣がん、食道がん、乳がん、肺がん、カポジ肉腫、子宮頸がん、膵臓がんの治療に使用される化学療法薬です。[ 11 ]静脈注射で投与されます。[ 11 ]アルブミン結合製剤もあります。[ 11 ]
一般的な副作用には、脱毛、骨髄抑制、しびれ、アレルギー反応、筋肉痛、下痢などがあります。[ 11 ]その他の副作用には、心臓の問題、感染リスクの増加、肺の炎症などがあります。[ 11 ]妊娠中に使用すると先天異常を引き起こす可能性があるという懸念があります。[ 12 ] [ 11 ]パクリタキセルはタキサン系の薬剤です。[ 13 ]細胞分裂中の微小管の正常な機能に干渉することで作用します。[ 11 ]
パクリタキセルは1971年に太平洋イチイから分離され、1993年に医療用途として承認されました。[ 14 ] [ 15 ]世界保健機関の必須医薬品リストに掲載されています。[ 16 ]前駆体から、また細胞培養によって製造されています。[ 15 ]
パクリタキセルは、英国では卵巣がん、乳がん、肺がん、膀胱がん、前立腺がん、黒色腫、食道がん、その他の固形腫瘍がん、およびカポジ肉腫の治療薬として承認されている。[ 17 ]
2001 年 6 月の国立医療技術評価機構(NICE) のガイダンスでは、根治的治療に適さない非小細胞肺癌患者、および卵巣癌の一次治療と二次治療にパクリタキセルの使用が推奨されています。2001 年 9 月、NICE は、アントラサイクリック化学療法が失敗した後の進行乳癌の治療にパクリタキセルの使用を推奨しましたが、その一次使用は臨床試験に限定すべきであるとしました。2006 年 9 月、NICE は、早期リンパ節転移陽性乳癌の補助療法にパクリタキセルを使用すべきではないと推奨しました。[ 18 ]
米国では、乳がん、膵臓がん、卵巣がん、カポジ肉腫、非小細胞肺がんの治療薬として承認されている。[ 2 ]
アルブミン結合パクリタキセル（商品名アブラキサン、別名ナブパクリタキセル）は、パクリタキセルがアルブミンナノ粒子に結合した代替製剤です。パクリタキセルの臨床毒性の多くは、投与のために溶解される溶媒クレモフォールELに関連しています。 [ 19 ]
Abraxis BioScience社は、毒性のある溶媒投与法に代わる投与剤として、パクリタキセルをアルブミンに結合させたAbraxaneを開発しました。これは、転移性疾患に対する併用化学療法が失敗した場合、または補助化学療法後6か月以内に再発した場合の乳がんの治療薬として、2005年1月にFDAによって承認されました。 [ 20 ]その後、局所進行性または転移性の非小細胞肺がん、および転移性膵臓腺がんにも承認されています。[ 3 ]
パクリタキセル、10-デアセチルバッカチンIII、バッカチンIII、パクリタキセルC、7-エピパクリタキセルなどのタキサン類は、ヘーゼルの葉や殻から発見されている。[ 21 ]廃棄されると考えられ、多くの食品産業で大量生産されている殻からこれらの化合物が発見されたことは、パクリタキセルの将来的な入手可能性にとって興味深い。[ 22 ]
パクリタキセルは、冠動脈および末梢血管ステントの再狭窄（再発性狭窄）を予防するための抗増殖剤として使用されます。動脈壁に局所的に送達されるパクリタキセルコーティングは、ステント内の新生内膜（瘢痕組織）の増殖を抑制します。[ 23 ]冠動脈留置用のパクリタキセル薬剤溶出ステントは、米国ではボストンサイエンティフィック社がTaxusという商標名で販売しています。大腿膝窩動脈留置用のパクリタキセル薬剤溶出ステントも入手可能です。
一般的な副作用には、吐き気や嘔吐、食欲不振、味覚の変化、髪の毛が薄くなったりもろくなったり、腕や脚の関節の痛みが2 ～ 3 日続く、爪の色の変化、手足のしびれなどがあります。 [ 24 ]より深刻な副作用として、異常なあざや出血、注射部位の痛み、発赤や腫れ、手足症候群、2 日以上続く通常の排便習慣の変化、発熱、悪寒、咳、喉の痛み、嚥下困難、めまい、息切れ、重度の疲労、皮膚の発疹、顔面紅潮、卵巣損傷による女性の不妊、胸痛なども起こる可能性があります。[ 24 ]神経障害も起こる可能性があります。[ 11 ]
デキサメタゾンは、副作用の一部を軽減するためにパクリタキセル点滴の前に投与される。[ 25 ]
これらの副作用の多くは、使用されている賦形剤であるポリオキシエチレン化ヒマシ油であるクレモフォールELに関連しています。シクロスポリン、テニポシド、およびポリオキシエチレン化ヒマシ油で投与される他の薬剤に対するアレルギーは、パクリタキセルに対する副作用のリスクを高める可能性があります。[ 26 ]
パクリタキセルは、チューブリンを標的とするいくつかの細胞骨格薬の1つです。パクリタキセルで処理された細胞は、有糸分裂紡錘体形成、染色体分離、および細胞分裂に欠陥があります。微小管の組み立てを阻害するコルヒチンなどの他のチューブリン標的薬とは異なり、パクリタキセルは微小管ポリマーを安定化し、分解から保護します。そのため、染色体は中期紡錘体構造を達成できません。これにより有糸分裂の進行がブロックされ、有糸分裂チェックポイントの長期活性化により、細胞分裂を伴わないアポトーシスまたは細胞周期のG0期への逆戻りが引き起こされます。 [ 27 ] [ 28 ]
パクリタキセルが紡錘体機能を阻害する能力は、一般的に微小管ダイナミクスの抑制によるものとされているが、[ 29 ]他の研究では、ダイナミクスの抑制は有糸分裂を阻害するのに必要な濃度よりも低い濃度で起こることが示されている。より高い治療濃度では、パクリタキセルは、通常有糸分裂中に活性化されるプロセスである、中心体からの微小管の解離を抑制するようである。[ 30 ]パクリタキセルは微小管のβ-チューブリンサブユニットに結合する。[ 31 ]
パクリタキセルの命名法は、 17個の原子からなる四環式骨格に基づいている。立体中心は全部で11個ある。活性立体異性体は（−）-パクリタキセルである（図参照）。
1992年までに、世界中で少なくとも30の学術研究チームがこの天然物の全合成を達成するために取り組んでおり、合成は単純な天然物やその他の容易に入手可能な出発物質から進められていました。[ 32 ]この全合成の取り組みは、パクリタキセルの実用的な商業生産を期待するのではなく、新しい化学的理解を生み出したいという願望によって主に動機付けられていました。はるかに単純な出発物質から全合成を完了した最初の研究室は、最初の論文が出版のために受理されたRobert A. Holtonの研究グループと、最初の論文が印刷物として掲載された（1週間後の1994年2月7日） KC Nicolaouの研究グループでした。ホルトンの論文はニコラウの論文より1か月早く提出されたが（1993年12月21日対1994年1月24日）、[ 33 ]これらの大規模な複数年にわたる取り組みから生まれた出版物がほぼ同時期に発表されたこと（1994年2月の出版物にはそれぞれ11～18人の著者が名を連ねている）から、この競争の結末は「引き分け」[ 34 ]または「写真判定」[ 32 ]と表現されるようになったが、各グループは自分たちの合成戦略と戦術が優れていたと主張している。[ 34 ]
2006年時点で、パクリタキセルの全合成を報告した研究グループはさらに5つあり、1997年にWenderら、 1998年にKuwajimaらとMukaiyamaらがさらに直線合成を行い、1996年にDanishefskyら、2006年にTakahashiらがさらに収束合成を行った。その時点までに、すべての戦略はABCD環系を含む10-デアセチルバッカチン型コアを準備し、一般的には最後に13-ヒドロキシル基に「尾部」を付加することを目的としていた。[ 32 ]
1990年代初頭の「パクリタキセルと太平洋イチイを取り巻く政治的状況は、全合成とパクリタキセルの供給問題との関連性を強化するのに役立った」一方で、試験用の類似体を生成することによってパクリタキセルの構造活性相関を調査するには全合成活動が必要であったものの、全合成の取り組みは、医学的試験や治療用途のために天然物を大量に供給するための「真剣な商業ルート」とは決して見なされなかった。[ 35 ]
1967年から1993年まで、生産されたパクリタキセルのほぼすべては、太平洋イチイ（Taxus brevifolia）の樹皮から抽出されたもので、その樹皮を採取すると木が枯れてしまう。[ 36 ]使用されたプロセスは、モンロー・ウォールとマンスク・ワニによる元の分離方法の子孫であり、1987年までに、米国国立がん研究所（NCI）は、第II相および第III相試験に必要な規模で樹皮を処理するために、コロラド州ボルダーのハウザー化学研究所と契約を結んだ。太平洋イチイの野生個体群の規模と、パクリタキセルに対する最終的な需要の大きさはどちらも不確かであったが、天然物の代替となる持続可能な供給源が必要になることは明らかであった。供給源を広げるための最初の試みでは、木の針葉や、栽培種を含む他の関連するTaxus属の種からの材料が使用されたが、これらの試みは、得られた収量が比較的低く、しばしば非常に変動が大きいという問題に直面した。 1990年代初頭、太平洋岸北西部の森林の生態系に対する意識の高まりと時を同じくして、パクリタキセルがこれらの供給源から臨床的に有用な規模で抽出された。[ 37 ]
同時に、米国とフランスの合成化学者たちは、1970年代後半からパクリタキセルに興味を持っていた。前述のように、1992年までにパクリタキセルの全合成を達成するための広範な取り組みが進められていたが、その取り組みは実用的な商業生産を達成することよりも、新しい化学的理解を生み出すことを目的としていた。対照的に、フランス国立科学研究センター（ CNRS）のピエール・ポティエのグループは、プロセス全体の収率の問題に取り組み、CNRSキャンパスに生育し、針葉が大量に入手可能なヨーロッパイチイ（Taxus baccata）から、化合物10-デアセチルバッカチンを比較的大量に単離することが可能であることを示した。[ 38 ] 10-デアセチルバッカチンはその構造から、パクリタキセルを製造するための短い半合成の有効な出発物質と見なされた。 1988年までに、ポワティエと共同研究者らは、ヨーロッパイチイの葉からパクリタキセルへの半合成経路を発表した。[ 39 ]
しかし、NCIの見解では、この方法も実用的ではないとされていた。ロバート・A・ホルトンのグループも実用的な半合成製造ルートを追求しており、1989年末までに、ホルトンのグループはポティエ法の2倍の収率でパクリタキセルの半合成ルートを開発した。[ 40 ]主な革新は、ホルトンと小島がそれぞれ独自に発見した開環法である「小島-ホルトンカップリング」であった。[ 41 ]ホルトンが勤務していたフロリダ州立大学は、ブリストル・マイヤーズ スクイブ（BMS）と半合成と将来の特許のライセンス契約を結んだ。1992年、ホルトンは収率80%の改良プロセスを特許化し、BMSはこのプロセスを社内で実施し、ヨーロッパイチイの針葉から単離した10-デアセチルバッカチンからアイルランドでパクリタキセルの製造を開始した。1993年初頭、BMSは1995年末までに太平洋イチイの樹皮への依存を解消すると発表し、その使用をめぐる生態学的論争に事実上終止符を打った。この発表はまた、1989年にNCI（米国国立がん研究所）に提出した共同研究開発協定（CRADA）申請書の中で約束していた、代替供給ルートの開発という公約を履行するものでもあった。
2013年時点で、BMSはヨーロッパイチイの針葉を利用した半合成法でパクリタキセルを製造していた。[ 42 ] 2012年までBMSと協力関係にあった別の企業[ 43 ]であるPhyton Biotech, Inc.は、植物細胞発酵（PCF）技術を使用している。[ 44 ]発酵槽で特定のイチイ細胞株を培養することで、実際のイチイの植林地から継続的に原料を調達する必要がなくなった。[ 45 ]その後、樹脂によって懸濁液からパクリタキセルを直接捕捉し、約40%のパクリタキセルを含む高濃度粉末に濃縮する。化合物は、1回のクロマトグラフィー工程とそれに続く結晶化によって精製される。[ 46 ]半合成法と比較して、PCFは多くの危険な化学物質を不要にし、かなりのエネルギーを節約する。[ 47 ]
1993年、パクリタキセルは、イチイの木に生息する新たに発見された内生菌であるTaxomyces andreanaeから天然物として発見された。 [ 48 ]それ以来、Nodulisporium sylviforme、Alternaria Taxi、Cladosporium cladosporioides MD2、Metarhizium anisopliae、Aspergillus candidus MD3、Mucor rouxianus、Chaetomella raphigera、Phyllosticta tabernaemontanae、Phomopsis、Pestalotiopsis pauciseta、Phyllosticta citricarpa、Podocarpus sp.、Fusarium solani、Pestalotiopsis termiae、Pestalotiopsis breviseta、Botryodiplodia theobromae、Gliocladium sp.、Alternaria alternata var.モノスポラス、クラドスポリウム クラドスポリオイデス、ニグロスポラsp.およびPestalotiopsis versicolor。しかし、内生菌によるその生産については矛盾する証拠があり、他の研究では独立した生産は考えにくいことがわかっています。[ 49 ] [ 50 ]
タキソールは四環式ジテルペンであり、ジテルペンの生合成は、FPP分子にIPP分子を付加してゲラニルゲラニル二リン酸（GGPP）を形成することから始まる。[ 51 ]タキソールの生合成は19のステップからなる。[ 52 ]これらの19のステップはいくつかのステップに分けることができ、最初のステップはタキサン骨格の形成であり、その後一連の酸素化を受ける。酸素化の後、中間体で2つのアセチル化とベンゾイル化が起こる。タキサンコアの酸素化は、C5とC10、C2とC9、C13、続いてC7で起こり、経路の後半でC1の水酸化が起こると考えられている。経路の後半で、C9での酸化によりケトン官能基とオキセタンが形成され、中間体バッカチンIIIが形成される。経路の最終ステップには、バッカチンIIIに結合するC13側鎖の形成が含まれる。[ 53 ]タキソールの生合成は図に詳細に示されており、ステップ 1～7 はすべてタキサジエンシンターゼ(図中の TS) という酵素で起こります。タキソールの生合成は、E,E,E-GGPP がSN1機構でピロリン酸を失うことから始まります (図中のステップ 1)。二重結合が求電子付加によりカチオンを攻撃し、第三級カチオンを生成して最初の環化が起こります (ステップ 2)。別の求電子攻撃が起こり、最初の 6 員環を生成して構造がさらに環化し、別の第三級カチオンが生成されます (ステップ 3)。分子内プロトン移動が起こり、ベルチシリルカチオンを攻撃し (ステップ 4)、二重結合が生成されて第三級カチオンが生成されます。ステップ 5 で求電子環化が起こり、分子内プロトン移動がタキセニルカチオンを攻撃します (ステップ 6)。これにより、タキサジエンとして知られる縮合環構造の中間体が形成されます。タキサジエンはNADPHを介して10回の酸化を受け、中間体タキサジエン-5α-アセトキシ-10β-オール（図の後の複数のステップ）を形成する。一連の水酸化とエステル化が起こり、中間体10-デアセチル-バッカチンIIIが形成され、これがさらに一連のエステル化と側鎖水酸化を受ける。[ 51 ]これにより最終的にパクリタキセルが得られる。
パクリタキセルの発見は、NCIが資金提供したスクリーニングプログラムの結果として1962年に始まりました。[ 15 ]数年後、太平洋イチイ（Taxus brevifolia）の樹皮から分離されたため、「タキソール」という名前が付けられました。[ 15 ]
この発見は、1971年にノースカロライナ州リサーチ・トライアングル・パークにあるリサーチ・トライアングル・インスティテュートのモンロー・E・ウォールとマンスク・C・ワニによってなされました。 [ 54 ]これらの科学者は、太平洋イチイの木の樹皮から天然物を単離し、その構造を決定して「タキソール」と名付け、最初の生物学的試験を実施しました。[ 55 ]その後、この化合物はBMSによって商業的に開発され、「パクリタキセル」という一般名が付けられました。
1955年、米国国立がん研究所（NCI）は、外部機関や企業から提出された化合物の抗がん活性を公的にスクリーニングするセンターとして、がん化学療法国立サービスセンター（CCNSC）を設立した。[ 56 ]スクリーニングされた化合物の大部分は合成由来であったが、1958年以降に同センターに勤務した化学者のジョナサン・ハートウェルは天然物由来の化合物に関する経験があり、植物スクリーニングを開始した。[ 57 ]
数年間の非公式な取り決めの後、1960 年 7 月に、NCI は米国農務省(USDA) の植物学者に、年間約 1,000 種の植物からサンプルを収集するよう委託した。[ 58 ] 1962 年 8 月 21 日、その植物学者の 1 人であるアーサー S. バークレーは、200 種以上の植物から材料を収集するための 4 か月の旅行の一環として、ワシントン州パックウッドの町の北にある森林で、1 本の太平洋イチイの木から樹皮を採取した。その後、材料は CCNSC の専門下請け業者によって処理され、1964 年 5 月 22 日、その木のサンプルの 1 つが細胞アッセイで細胞毒性があることが判明した。 [ 59 ]
そのため、1964年末か1965年初頭に、ノースカロライナ州リサーチ・トライアングル・パークにあるモンロー・E・ウォールが運営する分画・分離研究所は、新鮮なイチイのサンプルを使った研究を開始し、1966年9月に有効成分を分離し、1967年4月にマイアミビーチで開催されたアメリカ化学会でその研究結果を発表した。 [ 60 ]彼らは1967年6月に純粋な化合物をタキソールと命名した。[ 59 ]ウォールと彼の同僚のワニは、化学構造を含む研究結果を1971年に発表した。[ 61 ]
NCI は引き続き、イチイの樹皮をさらに収集し、タキソールを分離する作業の委託を続けた。1969 年までに、約1,200 kg (2,600 lb)の樹皮から28 kg (62 lb)の粗抽出物が分離されたが、最終的に純粋な物質は10 g (0.35 oz)しか得られなかった[ 62 ]。しかし、数年間、NCI はこの化合物を使用しなかった。1975 年、別のin vitroシステムで活性があることが示され、2 年後、新しい部門長がデータをレビューし、最終的にタキソールを発見プロセスの次の段階に進めることを推奨した[ 63 ] 。これには、最大600 g (21 oz)の精製タキソールの量を増やす必要があり、1977 年にさらに7,000 lb (3,200 kg)の樹皮が要求された。
1978 年、2 人の NCI 研究者が、タキソールが白血病マウスに軽度に有効であることを示す報告書を発表しました。[ 64 ] 1978 年 11 月、タキソールは異種移植研究で有効であることが示されました。[ 65 ]一方、タキソールは細胞生物学や癌コミュニティでよく知られるようになり、1979 年初頭には、アルバート アインシュタイン医科大学の分子薬理学者スーザン B. ホーウィッツが、タキソールには微小管の安定化に関わるこれまで知られていなかった作用機序があることを示しました。製剤の問題と相まって、研究者の関心の高まりにより、1980 年までに NCI は20,000ポンド (9,100 kg)の樹皮を収集する必要があると想定しました。[ 66 ]動物毒性試験は 1982 年 6 月までに完了し、11 月に NCI はヒトでの臨床試験を開始するために必要なINDを申請しました。[ 66 ]
第 I 相臨床試験は 1984 年 4 月に開始され、第 II 相試験を開始する決定は1 年後になされました。[ 67 ]これらのより大規模な試験にはより多くの樹皮が必要であったため、さらに 12,000 ポンドの樹皮の収集が委託され、これにより一部の第 II 相試験は 1986 年末までに開始することができました。しかしその時点で、タキソールの需要は相当なものになる可能性があり、最低でも 60,000 ポンド以上の樹皮が必要になる可能性があることが認識されました。この前例のない量の樹皮は、地元の政治家や林業関係者がこのプログラムに不安を表明したことから、イチイの個体群への影響に関する生態学的懸念を初めて浮き彫りにしました。[ 68 ]
1988年5月に発表された第II相試験の最初の公開報告では、メラノーマと難治性卵巣がんに対する有望な効果が示されました。[ 69 ]この時点で、NCIの天然物部門のゴードン・クラッグは、米国のすべての卵巣がんとメラノーマの症例を治療するのに十分なタキソールを分離するには、年間36万本の木を伐採する必要があると計算しました。初めて、供給の問題が真剣に検討されました。[ 68 ] 必要なプログラムの実際的、特に財政的な規模のため、NCIは製薬会社との提携を模索することを決定し、1989年8月に、現在の在庫と現在の樹皮在庫からの供給、およびこれまでに収集されたデータへの独占的なアクセスを、さらなる原材料の収集、タキソールの分離、および臨床試験の大部分への資金提供を約束する企業に提供する共同研究開発協定（CRADA）を発表しました。タキソールに関する重要な学術書の著者であるグッドマンとウェルシュの言葉を借りれば、「NCIは協力ではなく、タキソール（とその問題）の引き渡しを考えていた」。[ 68 ]
広く告知されたにもかかわらず、CRADA に応答したのは 4 社のみで、その中には 1989 年 12 月にパートナーとして選ばれたアメリカの企業Bristol-Myers Squibb (BMS) も含まれていた。BMS の選択は後に物議を醸し、1991 年と 1992 年に議会公聴会の対象となった。NCI には商業パートナーを探す以外に選択肢がほとんどなかったことは明らかだが、契約条件についても論争があり、最終的には2003 年に会計検査院の報告書でNIH が費用対効果を確保できなかったと結論付けられた。[ 70 ] USDAおよび内務省との関連 CRADA では、Bristol-Myers Squibb はTaxus brevifoliaの連邦政府供給すべてについて独占的な優先購入権を与えられた。この独占契約は、BMS に「がんの独占」を与えたとして批判を招いた。[ 71 ] CRADAから18か月後、BMSは新薬承認申請（NDA）を提出し、1992年末にFDAの承認を得た。 [ 68 ] この化合物には特許がなかったが、ワックスマン・ハッチ法の規定により、ブリストル・マイヤーズ スクイブは5年間の独占販売権を得た。
1990年、BMSはタキソールをTaxol(R)として商標登録しようと申請した。これは1992年に物議を醸しながらも承認された。同時に、パクリタキセルが化合物の一般名（INN ）としてタキソールに取って代わった。ネイチャー誌を含む批評家は、タキソールという名称は20年以上、600以上の科学論文で使用されてきたと主張し、商標は付与されるべきではなく、BMSはその権利を放棄すべきだと示唆した。[ 72 ] BMSは、名称変更は腫瘍医の間で混乱を招き、患者の健康を危険にさらす可能性があると主張した。BMSは裁判所で名称の権利を守り続けている。[ 73 ] また、グッドマンとウォルシュは、BMSが虚偽表示をしていると批判しており、彼らは会社の報告書から「1971年になって初めて、試験によってパクリタキセルが単離され、当初は「化合物17」と表現された」と引用している。[ 74 ]この引用は厳密に言えば正確です。異議は、この引用が、化合物を分離した科学者がタキソールと名付け、20年以上もの間、他の方法で言及されなかったことを誤解を招く形で説明していないことにあるようです。年間売上高は2000年にピークに達し（ジェネリック医薬品メーカーからの法的異議申し立てによりBMSのタキソール特許のいくつかが無効になったのと同じ年です[ 75 ]）、 16億米ドルに達しました。パクリタキセルは2000年にジェネリック医薬品として入手可能になりました。[ 76 ]
パクリタキセルは2008年に欧州連合で医療用途として承認された。[ 5 ]
2023年11月、欧州医薬品庁のヒト用医薬品委員会（CHMP）は、転移性乳がん、転移性膵臓腺がん、および非小細胞肺がんの治療を目的とした医薬品Naveruclifの販売承認を推奨する肯定的な意見を採択した。[ 5 ]この医薬品の申請者はAccord Healthcare SLUである。[ 5 ] Naveruclifは2024年1月に欧州連合で医療用途として承認された。[ 5 ] [ 7 ]
2024 年 5 月、CHMP は、転移性乳がん、転移性膵臓腺がん、および非小細胞肺がんの治療を目的とした医薬品 Apexelsin の販売承認を推奨する肯定的な意見を採択しました。[ 6 ]この医薬品の申請者は WhiteOak Pharmaceutical BV です。[ 6 ] Apexelsin は、2024 年 7 月に欧州連合で医療用途として承認されました。[ 6 ] [ 8 ]
2006年現在早期乳がん患者1人あたりのNHSの費用は、4サイクルの治療を想定した場合、約4,000ポンド（約6,000ドル）であった。[ 77 ]
カフェインは、大腸がん細胞におけるパクリタキセル誘発アポトーシスを阻害すると推測されている。 [ 78 ]
2016年、試験管内で多剤耐性マウス腫瘍細胞をエクソソームに封入したパクリタキセルで処理した。通常の投与量の98%少ない投与量で同じ効果が得られた。また、色素標識エクソソームは腫瘍細胞を標識することができ、診断に役立つ可能性がある。[ 79 ] [ 80 ]
パクリタキセルは、臨床での直接的な使用に加え、微小管安定化剤として生物学および生物医学研究においても広く用いられています。一般的に、運動性アッセイなど、微小管を用いたin vitroアッセイでは、細胞内に存在する様々な核形成因子やその他の安定化因子が存在しない状況下で微小管の構造を維持するために、パクリタキセルが利用されます。例えば、微小管モータータンパク質の挙動を変化させることを目的とした薬剤のin vitro試験や、変異型モータータンパク質の研究などに用いられています。
パクリタキセルは、インスリン線維化を阻害するために試験管内でも使用されています。モル比が10:1（インスリン：パクリタキセル）の場合、インスリン線維化を約70%阻害しました。等温滴定カロリメトリー（ITC）の結果は、パクリタキセルが水素結合とファンデルワールス力を介してインスリンと相互作用する自発的な傾向があることを示しています。[ 81 ]パクリタキセルの阻害作用は、タンパク質溶液のコロイド安定性への影響によるものと考えられており、パクリタキセルが「オフパスウェイ」オリゴマー中間体の形成を誘導することでリゾチームの線維化を阻害し、その結果コロイド安定性が増加することが観察されています。 [ 82 ]
パクリタキセルは、生体内研究にも使用されることがあります。ショウジョウバエなどの試験生物に投与したり、個々の細胞に注射したりして、微小管の分解を阻害したり、細胞内の微小管の数を増やしたりすることができます。パクリタキセルは、生体内で脱髄マウスの再髄鞘形成を誘導し[ 83 ]、メチルエステル側鎖を介して試験管内でヒトペプチジルアルギニンデイミナーゼ2（hPAD2）を阻害します[ 84 ] 。 1999年、Angiotech Pharmaceuticals Inc.は、二次進行型多発性硬化症の治療薬としてミセルパクリタキセルの第II相臨床試験を開始しましたが[ 85 ]、2002年に統計的に有意な結果は得られなかったと報告しました[ 86 ] 。
