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ファージカクテルは薬剤耐性菌に対する効果を示す

シカゴ大学プリツカー分子工学大学院（PME）とシカゴ大学医学部の研究者。マーク・マイミー教授（左）と研究専門家エラ・ロットマンは、バクテリオファージのコレクションの混合物がマウスの抗生物質耐性感染症をうまく治療できることを示した。クレジット: シカゴ大学プリツカー分子工学大学院 / ジェイソン・スミット 研究者たちは、薬剤耐性細菌感染症と戦うための新しい戦術を確立しました。彼らの戦略には、自然に細菌を攻撃するウイルスであるバクテリオファージのコレクションを使用することが含まれます。新しい研究で、シカゴ大学プリツカー分子工学大学院（PME）とシカゴ大学医学部の研究者らは、これらのファージの混合物がマウスの抗生物質耐性肺炎桿菌感染症をうまく治療できることを示した。 しかし同時に、チームの研究は、ファージと細菌の間の相互作用がいかに複雑であるかを明らかにしました。隔離された培養皿で最も効果的であると予測されたウイルスは、動物では常に機能するとは限りませんでした。さらに、ファージと細菌は時間の経過とともに進化する可能性があり、ファージがより効率的に細菌を殺すように進化した場合もあれば、クレブシエラがファージに対する耐性を進化させた場合もあります。 「ファージは、クレブシエラ菌のような薬剤耐性菌を治療するための非常に有望なアプローチであると依然として考えています」と、分子工学助教授であり、新しい研究の主任著者であるマーク・マイミー氏は述べた。 細胞宿主と微生物。 「しかし、ファージは生きた抗生物質のようなもので、常に変化するため、非常に複雑です。」 肺炎桿菌は人の腸内に存在する一般的な細菌であり、害はほとんどありません。しかし、細菌が傷口、肺、血流、尿路などの体の他の部位に漏れると、より重篤な感染症を引き起こす可能性があります。肺炎桿菌は病院内で蔓延することが多く、薬剤耐性株が一般的になっています。 「私のクリニックでは、クレブシエラ菌による尿路感染症を再発する患者を診ています」と、この新しい研究の共著者であるシカゴ大学の泌尿器科医サンドラ・ヴァライティス医師は言う。 「多くの場合、これらの細菌株は経口抗生物質に対する耐性を獲得し、患者が感染を除去するための選択肢が少なくなります。これらの細菌を治療する新しい方法が早急に必要です。」 ファージは 1 世紀以上にわたって細菌の天敵として知られており、感染症を治療する可能性について研究されてきました。しかし、ファージは通常、ある種類の細菌に対して非常に特異的であり、これらの一致を予測することは困難でした。 新しい研究では、マイミー研究所の科学者エラ・ロットマン氏が廃水をスクリーニングして、シカゴ大学の患者から新たに分離された14株を含む27種類のクレブシエラ菌株を効果的に殺すことができるファージを単離した。研究チームは、少なくとも一部のクレブシエラ株を殺す能力を持つ数十のファージを特定した。次に、研究者らは、細菌のどのような遺伝的要因が、それらのファージそれぞれによって最も殺されやすくなったり、弱められたりしやすいかを分析した。 その分析に基づいて、ロットマンと彼女の同僚は、それぞれが細菌の異なる成分を標的とする 5 つのファージの混合物を開発しました。マウスだけでなく培養皿でも、このファージカクテルにより、抗生物質耐性クレブシエラ菌が免疫系によって攻撃されやすくなり、場合によっては抗生物質による治療を受けやすくなります。しかし、治療後に細菌の抗生物質耐性が高まるケースもありました。 「これは生物学が思い通りにいかないことがよくあるもののひとつです」とマイミーは言う。 「しかし、それはファージと細菌の間の詳細な動態を研究する機会を与えてくれます。」 研究者らは、ファージ混合物を一連の単離クレブシエラ菌に曝露することで、ファージに進化の機会を与えた。これにより、カクテルのクレブシエラ菌を殺す能力が向上しました。マウスの場合、この混合物はクレブシエラ菌を効果的に殺すか弱体化させた。研究者らは、マウスの腸内で細菌とファージの共進化を観察した。そこではクレブシエラ菌がファージの攻撃を回避するように進化し、ファージが変化した細菌にさらに感染しやすくするために対抗した。 マイミーの研究グループは、さまざまなファージと細菌のペアがどのように相互作用するのか、また人体に自然に存在する他のファージや細菌の存在がそれにどのような影響を与えるのかをより深く理解するために実験を続けている。同時に、ヴァライティス社と協力して、尿路感染症患者でファージ混合物を試験する小規模な臨床試験について食品医薬品局（FDA）の承認を求めている。 「この研究は、ファージの複雑さを整理し、それらを臨床に近づけようとする試みにおける前向きな一歩です」とマイミー氏は言う。 詳細情報: Ella Rotman et al、腸内常在カルバペネム耐性肺炎桿菌の負担と毒性を抑制するためのバクテリオファージカクテルの迅速な設計、 細胞宿主と微生物 （2024年）。 DOI: 10.1016/j.chom.2024.09.004 シカゴ大学提供 引用: ファージカクテルは薬剤耐性菌に対する期待を示している (2024 年…