「スーパーバグ(超多剤耐性菌)」に対して、抗生物質の効果を高める方法を発見

「スーパーバグ(超多剤耐性菌)」に対して、抗生物質の効果を高める方法を発見 生物学
この免疫療法は、ヒト好中球(青色核染色、ヘキスト)が黄色ブドウ球菌(赤色、pHrodo™色素)を貪食するのを促進する。©Dr Jennifer Payne

モナッシュ大学とハーバード大学のEMBL(欧州分子生物学研究所)オーストラリアの研究者が中心となって進めている学際的なプロジェクトで、「スーパーバグ(超多剤耐性菌)」として知られる抗生物質耐性菌に対して抗生物質をより効果的に作用させる方法を発見しました。

世界保健機関(WHO)によると、スーパーバグに対する抗菌剤耐性は進化し続けており、人類が直面している世界的な公衆衛生上の脅威のトップ10に入っています。

今回の研究は、患者さんへの投与量を増やしたり、新しいタイプの抗生物質の発見に頼ったりするリスクの高い戦略をとらなくても、抗生物質の効果を高めるための道筋を示すものです。

細菌に感染すると、体は化学誘引物質と呼ばれる分子を使って、感染部位に好中球を集めます。

好中球は、危険な細菌を包み込んで死滅させる能力を持つ免疫細胞で、免疫反応には欠かせません。

研究者らは、抗生物質に化学誘引物質を結合させることで、免疫細胞のリクルート(動員)を促進し、その殺傷能力を向上させることに成功しました。

この研究成果は、Nature Communications誌に掲載されました。

「私たちの免疫システムがどのように細菌と戦うかを考えるとき、2つの重要な側面に注目します。1つ目は、バクテリアの細胞を巻き込んで殺す能力です。2つ目は、感染症を解決するために免疫系の反応を導く白血球である好中球を増やすためのシグナル(化学誘引物質)です。」と、EMBLオーストラリアとモナッシュバイオメディシンディスカバリー研究所の主任研究者であるJennifer Payne博士は述べています。

研究チームは、ホルミルペプチドという化学誘引物質を、細菌の表面に結合する一般的な抗生物質であるバンコマイシンに結びつけ、抗生物質耐性菌の中でも問題の多い黄色ブドウ球菌感染症を対象に研究を行いました。

「私たちは、好中球のリクルートを改善し、細菌の巻き込みと死滅を増加させる、二重機能の抗生物質-化学吸着剤の『ハイブリッド』を使用することに取り組んできました。」とPayne博士は述べています。

モナッシュ・バイオメディシン・ディスカバリー・インスティチュートのEMBLオーストラリア・グループリーダーであるMax Cryle准教授は、「免疫療法用の抗生物質を用いてこのように強力な免疫システムを刺激することで、抗生物質だけを5分の1の低用量で使用した場合に比べて、治療効果が2倍になることをマウスモデルで示しました。」と述べています。

Cryle氏は、「この非常に有望な新しい研究分野は、増え続ける薬剤耐性スーパーバグの脅威に対して、多くの恩恵をもたらす可能性があります。」と述べています。

このプロジェクトには、VESKIとメルボルンの姉妹都市財団からの資金提供があり、Payne氏は世界を越えてボストンに渡り、ハーバード大学のこの分野の専門家であるDaniel Irima准教授とFelix Ellett博士からマイクロ流体工学の研究について学び、共同研究を行いました。

マイクロ流体工学は、今回の研究にとって画期的なものでした。

というのも、人間の免疫細胞がどのように集まってくるのかを監視するための『Infection on a chip』を生成し、私たちの免疫療法がMRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)を殺す能力をどのように高めるのかをリアルタイムで観察することができるからです。私たちの体の中で起こることと同じです。」とPayne博士は述べています。

この研究を継続して臨床試験に進めるために、パートナーを募集しています。

集中治療環境において、最も脆弱な人たちを守るための予防的な抗生物質戦略を開発する可能性があります。

この研究は、免疫療法に関する特許を取得しており、その知的財産はモナシュ大学が所有しています。

Published by Monash University. Antibiotic-chemoattractants enhance neutrophil clearance of Staphylococcus aureus, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26244-5