ペプチドカクテルで抗生物質耐性と戦う

抗生物質は現代医学において極めて重要ですが、その広範な使用により抗生物質耐性菌が生まれ、深刻な公衆衛生上の脅威となっています。新しい研究では、ランダムな抗菌ペプチド混合物が、単一ペプチドと比較して耐性進化のリスクを大幅に低減する可能性が強調されています。これらの研究結果は、細菌耐性を克服し公衆衛生を守るための革新的なソリューションの必要性を強調し、新しい抗菌戦略の開発を後押ししています。

抗生物質は現代医学に欠かせないツールであり、細菌感染症の治療や手術中の感染予防に定期的に使用されています。しかし、抗生物質の広範な使用により、多くの細菌が耐性を獲得し、公衆衛生に大きな脅威をもたらしています。エルサレムのヘブライ大学農学・食品・環境学部の生化学食品科学・栄養研究所のZvi Hayouka教授とベルリン自由大学のJens Rolff教授、およびヘブライ大学とベルリン自由大学の両方に所属していたポスドク研究員のBernardo Antunes博士が主導し、PLOS Biologyに最近発表された研究では、抗生物質耐性病原体の脅威が高まっているため、細菌感染症を制御するための新しい戦略が緊急に必要であることが強調されています。抗生物質の適切な使用、迅速な診断、および理想的には現在の抗生物質よりも耐性を選択する可能性が低い新しい抗菌剤の慎重な開発が不可欠です。

抗生物質耐性は、差し迫った世界的な健康問題として浮上しています。個人は抗生物質耐性を示さないものの、感染症を引き起こす細菌がこの耐性を獲得し、治療がより困難な病気を引き起こす可能性があります。世界保健機関の最近のデータはこの問題の深刻さを浮き彫りにしており、一部の国では一般的な細菌株に対する耐性率が 42% にも達すると報告されています。米国疾病管理予防センターは、米国では抗生物質耐性感染症が年間 200 万件以上発生していると推定しており、この危機への対応が緊急に必要であることを強調しています。

この研究では、新たに開発されたランダム抗菌ペプチド混合物が、単一配列抗菌ペプチドと比較して耐性進化のリスクを大幅に低減できるかどうかを調査しました。研究チームは、多くの薬剤クラスに対する固有の耐性とバイオフィルム形成能力により困難な感染症で知られるモデルグラム陰性細菌であるESKAPE病原体Pseudomonas aeruginosaを使用しました。

抗菌ペプチドまたはランダム抗菌ペプチド混合物の存在下で緑膿菌を実験的に進化させ、耐性の進化と治療間の交差耐性を評価しました。この研究では、細菌の増殖に対する耐性の適応コストも調べ、全ゲノム配列解析を使用して耐性の原因となる変異を特定しました。さらに、進化した細菌株の薬力学の変化も分析しました。

研究結果から、ランダム抗菌ペプチド混合物は、単独の抗菌ペプチドに比べて耐性進化のリスクがはるかに低く、薬剤感受性を維持または向上させながら、他の治療法に対する交差耐性をほぼ防ぐことが示唆されている。Zvi Hayouka 教授は、研究の重要性を強調し、「抗生物質耐性菌の脅威が増大し、革新的な解決策が求められています。ランダム抗菌ペプチド混合物に関する私たちの研究は、細菌耐性を克服するための有望なアプローチを提示し、従来の抗生物質に代わる実行可能な代替手段を提供し、公衆衛生を保護します」と述べた。

この研究は、緑膿菌がこれらの抗菌剤を検出できるものの、試験管内で 4 週間以内に有効な耐性を発達させることはできないことを示唆しています。さらに、これらの抗菌ペプチド カクテルは合成コストが低く、マウス モデルで無毒かつ非溶血性であることが証明されており、ヒト病原性細菌感染モデルのいくつかのマウス モデルで強力な有効性プロファイルが示されています。

試験管内では単一のペプチドに対して耐性が発達したため、この研究結果は、単一のペプチドよりもランダム抗菌ペプチド カクテルの使用を推奨しています。Teixobactin などの抗生物質は当初「耐性なし」とみなされていましたが、後にこれが反証され、ランダム ペプチド混合物の有望な結果であっても注意が必要になりました。さらに研究を進め、これらのランダム ペプチド混合物と宿主免疫システムの相互作用を調査する必要があります。宿主の反応と相乗効果を発揮するペプチドを使用すると、投与量要件と副作用が軽減される可能性があります。このアプローチは、細菌負荷を減らして耐性を防ぐための費用対効果の高い方法になる可能性があります。

「実用化の準備が整うまでには、まだかなりの時間がかかるだろう」とイェンス・ロルフ教授は言う。「それでも、私たちの現在の研究は、抗菌薬耐性の低減に関して、これらの組み合わせが持つ可能性を示している。」

活発な研究と並行して、ツヴィ・ハヨウカ教授はヘブライ大学の技術移転会社であるイサムと提携し、革新的な解決策を通じて抗生物質耐性に対処することに専念する会社を共同設立した。 ペプティコア同社は、耐性を獲得しにくい新しい抗菌剤の開発と商品化を目指しています。同社のアプローチには、抗生物質のさまざまな組み合わせの使用や、耐性を抑制するために数百万の分子からなる混合物の検討が含まれます。抗生物質耐性病原体は年間約 500 万人の死因となっていると推定されているため、この取り組みは非常に重要です。診断技術と慎重な抗生物質処方の進歩にもかかわらず、耐性菌の増加に対抗するには、新薬の開発が依然として不可欠です。

アントゥネス B、ザンチ C、ジョンストン PR、マロン B、ウィッツァニー C、レゴエス RR、ハヨウカ Z、ロルフ J.
緑膿菌における抗菌ペプチド耐性の進化は、ランダムなペプチド混合物によって厳しく制約されます。
PLoS Biol. 2024年7月2日;22(7):e3002692. doi: 10.1371/ジャーナル.pbio.3002692