リャマの抗体は強力なコロナ治療薬として「大きな可能性」を秘めている

健康

ロザリンド・フランクリン研究所の研究者たちは、リャマが産生するユニークなタイプの微小な抗体が、Covid-19に対する新たな最前線の治療法となる可能性を示しました。

ロザリンド・フランクリン研究所の研究者たちは、リャマやラクダが産生する小型で単純な形の抗体である「ナノボディ」が、新型コロナウイルス感染症(COVID‑19)の原因となるSARS-CoV-2ウイルスを効果的に攻撃できることを明らかにしました。

実験室で大量に生産できるこの分子の短鎖は、感染した動物モデルに投与すると、新型コロナウイルス感染症(COVID‑19)の兆候を著しく減少させることがわかりました。

このナノボディは、SARS-CoV-2ウイルスと強固に結合し、細胞培養でウイルスを中和します。

このナノボディは、コロナから回復した患者から採取したヒト抗体に代わる、より安価で使いやすい抗体となる可能性があります。

ヒト抗体は、パンデミック時の重篤な症例に対する重要な治療法でありますが、通常、病院で針を使って注入する必要があります。

イングランド公衆衛生局は、今回の研究を「コロナの予防と治療の両方に大きな可能性を秘めている」とし、ナノボディは「これまでに試験したSARS-CoV-2中和剤の中で最も効果的なものの一つである」と付け加えています。

ロザリンド・フランクリン研究所のタンパク質生産部門の責任者であり、今回の研究の筆頭著者であるRay Owens教授は、「ナノボディは、ヒトの抗体に比べて多くの利点があります。この方法は、患者にとって使いやすいだけでなく、気道の感染部位に直接治療を施すことができるという利点があります。」と述べています。

Nature Communication誌に掲載された研究チームは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質の一部を、レディング大学の抗体作製施設にいるフィフィというリャマに注射することで、ナノボディを作製しました。

スパイクタンパク質は、ウイルスの外側にあり、人間の細胞に結合して感染させる役割を果たしています。

注射によってフィフィが病気になることはありませんでしたが、フィフィの免疫系がウイルスタンパク質に対するナノボディを生成することで、ウイルスタンパク質を撃退するきっかけとなりました。その後、リャマから少量の血液を採取し、コロナウイルスに結合できる4つのナノボディを精製することができました。

ナノボディの作成過程と効果

1.リアマから一滴の血液が採取される。→2.血液の中には、さまざまな抗体が含まれている。研究チームは、ウイルスとの結合を示す興味ある数個の抗体を特定する。→3.研究チームは、結合力の弱い抗体を工学的に改良し、より強固に結合する新しいナノボディを作成する。→4.新しいナノボディがスパイクと結合し、スパイクをブロックする。ウイルスはヒトの細胞に侵入できず、中和される。©The Rosalind Franklin Institute.

その後、このナノボディを3つの鎖に結合し、ウイルスへの結合力を高めました。

そして、これらのナノボディを実験室内の細胞で作製しました。

研究チームは、3つのナノボディ鎖が、コロナウイルスのオリジナル変異体と、英国ケント州で初めて確認されたアルファ変異体の両方を中和できることを発見しました。

4つ目のナノボディ鎖は、南アフリカで最初に確認されたベータ型の変異体を中和することができました。

三量体とも呼ばれるナノボディ鎖の1つをSARS-CoV-2に感染したハムスターに投与したところ、この動物は病気が著しく減少し、7日後の体重減少量は無処置の動物よりもはるかに少なかったといいます。

また、ナノボディを投与したハムスターは、7日後の肺や気道のウイルス量が未投与の動物よりも減少していました。

研究を主導したロザリンド・フランクリン研究所所長のJames Naismith教授は、「スパイクに結合したナノボディのすべての原子を見ることができるので、これらの薬剤の特徴を理解することができます。」と述べています。

今回の成果は、コロナに対する新しいタイプの治療法の開発に向けた第一歩であり、パンデミックが続く中で非常に重要な役割を果たす可能性があります。

Naismith氏は、「ワクチンは非常に有効であることが証明されていますが、すべての人がワクチン接種に反応するわけではなく、免疫力は個人によって異なる時期に低下する可能性があります。特に、世界中で同じスピードでワクチンが接種されているわけではなく、ワクチンによる免疫を回避できる新たな亜種が出現するリスクがあるため、ウイルスを治療できる薬を持つことは非常に重要です。ナノボディは、ヒトの抗体よりも製造が容易で、低温貯蔵施設に保管する必要がないため、成功して承認されれば、世界中で重要な治療法となるでしょう。」と述べています。

リバプール大学、オックスフォード大学、英国公衆衛生局の研究者を含む研究チームは、ヒトでの臨床研究に向けて、さらなる研究を行うための資金獲得を目指しています。

左:SARS-CoV-2ウイルス。スパイク状のタンパク質が表面を覆っている。右上:スパイクタンパク質がACE-2受容体に結合し、ヒトの細胞に感染する。右下:新しいナノボディがスパイクと結合し、スパイクをブロックする。ウイルスはヒトの細胞に侵入できず、中和される。©The Rosalind Franklin Institute.

 

パブリック・ヘルス・イングランド(PHE)の国立感染症サービスの副所長であるMiles Carroll教授は、次のように述べています。

「この研究はまだ初期段階にありますが、コロナに対する効果的なナノボディ治療法の使用に大きな可能性をもたらします。我々は、ナノボディのユニークな構造と強度が、コロナの予防と治療の両方に大きな可能性をもたらしていると信じており、この研究を臨床試験に進めるために協力することを楽しみにしています。」

EPSRCのDirector of PartnershipsであるAndrew Bourne博士は、次のように述べています。

「リャマのナノボディのユニークな特性を利用したこの研究は、より安価に製造でき、より簡単に投与できるコロナの重要な新しい治療法につながる可能性があります。この研究は、ロザリンド・フランクリン研究所で行われているような、物理学や生命科学の最先端における長期的な発見研究がもたらす影響を如実に示しています。」

共著者であるリバプール大学分子ウイルス学教授のJames Stewart教授は次のように述べています。

「ハムスターを用いたナノボディの前臨床試験は非常に有望で、新型コロナウイルス感染症(COVID‑19)の治療に効果があるだけでなく、感染予防にも役立つ可能性を示唆しています。このような治療法は、ワクチンを接種していない人々や、ワクチン接種が不適切または効果的でない人々にとって重要です。」

Owens氏は、「将来、新しいウイルスが出現した場合、我々が開発した汎用技術は、それに対応することができ、新しい治療法をできるだけ早く生み出すという点で重要になるでしょう。」と述べています。

Published by The Rosalind Franklin Institute. Jiandong Huo et al, A potent SARS-CoV-2 neutralising nanobody shows therapeutic efficacy in the Syrian golden hamster model of COVID-19. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-25480-z

 

 

 

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