人間の皮膚に住む真菌は、新しい抗生物質を提供する可能性があります

オレゴン大学（UO）の研究者は、米国で毎年50万人の入院の原因となる病原体に対して強力な抗菌特性を示す人間の皮膚に住んでいる酵母によって生成される分子を発見しました。

これは、抗生物質耐性菌の増大する問題に取り組むためのユニークなアプローチです。薬物耐性感染の世界的な脅威により、人間の皮膚に生息する菌類は、新しい抗生物質を特定するための未開発の資源であると、研究を主導したUOのポスドク研究者であるCaitlin Kowalski氏は述べています。

現在の生物学で4月14日に発表された論文で説明されている一般的な皮膚真菌は、マラセジアの一般的な皮膚に油と脂肪を増やして、黄色ブドウ球菌を選択的に除去する脂肪酸を生成します。 3人に1人は、黄色ブドウ球菌が鼻に無害に住んでいますが、バクテリアは、機会を与えられた場合の重度の感染症の危険因子です。それらは、ブドウ球菌感染症として知られる皮膚および軟部組織感染の主な原因です。

黄色ブドウ球菌は、現在の抗生物質に耐性があることで有名な病院のスーパーバグであり、新しい薬の差し迫ったニーズを高めています。

Kowalski氏は、新しい抗生物質構造を特定する多くの研究があります。

化合物は正常な研究室条件では毒性はありませんが、健康な皮膚の酸性環境を複製する条件では強力になります。

「それが、場合によっては、これらの種類の抗菌薬メカニズムを見逃した可能性がある理由だと思います」とコワルスキーは付け加えました。「ラボのpHは十分に低くなかったからです。

人間は、微生物叢として知られる微生物の巨大な配列のホストを演じていますが、私たちの居住者菌と人間の健康への貢献についてはほとんど知りません、とコワルスキーは言いました。皮膚の微生物叢は彼女にとって特に興味深いものです。なぜなら、他の体の部分は数十の異なる菌類を群がらせているが、皮膚はマラセジアとして知られるある種類によって支配的に植民地化されているからです。

マラセジアは、ふけと湿疹の症例と関連している可能性がありますが、比較的無害であり、皮膚植物の正常な部分と考えられています。酵母は哺乳類の皮膚の上で生きるように進化しており、脂質（油と脂肪）なしで脂肪酸を作ることができないようにしています。

コワルスキー氏によると、私たちに豊富なマラセジアが見つかったにもかかわらず、彼らは理解されていないと述べた。

「皮膚は、腸で起こっていることとの平行なシステムであり、それは本当によく研究されています」と彼女は言いました。 「腸内マイクロビオームは、宿主化合物を修飾し、新しい機能を持つ独自のユニークな化合物を作ることができることを知っています。皮膚は脂質が豊富であり、皮膚マイクロビオームはこれらの脂質を処理して生物活性化合物を生成します。

健康なドナーからの人間の皮膚サンプルと、研究室の皮膚細胞で行われた実験を見ると、Kowalskiは、真菌種Malassezia sympodialisが宿主の脂質を抗菌水酸素脂肪酸に変換することを発見しました。脂肪酸は細胞内のさまざまな機能を持っていますが、特に細胞膜の構成要素です。

Malassezia sympodialisによって合成されたヒドロキシ脂肪酸は洗剤のようなものであり、黄色ブドウ球菌の膜を破壊し、その内容物を漏らしました。この攻撃により、黄色ブドウ球菌の皮膚の植民地化が妨げられ、最終的にはわずか15分で細菌を殺しました、とコワルスキーは言いました。

しかし、真菌は魔法の弾丸ではありません。十分な曝露の後、臨床抗生物質が過剰に使用しているときと同様に、ブドウ球菌は最終的に真菌に耐性になりました。

彼らの遺伝学を見ると、研究者は、細菌が細菌のストレス反応を活性化するREL遺伝子の突然変異を進化させることを発見しました。黄色ブドウ球菌感染症の患者では、同様の突然変異が以前に特定されています。

調査結果は、細菌の宿主環境と他の微生物との相互作用が抗生物質に対する感受性に影響を与える可能性があることを示しています。

「病原体の成長を防ぐために細菌を追加するなど、微生物を治療薬として適用することに関心が高まっています」とコワルスキーは言いました。 「しかし、それは私たちがまだ完全に理解していない結果をもたらす可能性があります。抗生物質が耐性の進化につながることを知っていても、微生物の適用を治療薬として考えるとき、それは考慮されていません。」

この発見は創薬のために複雑さの層を追加しますが、コワルスキーは、将来の抗生物質の新しい源泉としての居住者菌の可能性に興奮していると言いました。

抗菌脂肪酸を特定するには、3年かかり、学際的な努力が必要でした。 Kowalskiは、McMaster Universityの化学微生物学者と協力して化合物を追跡しました。

「それは干し草の山で針を見つけるようなものでしたが、分子を見ることができません」と、UOの芸術科学大学の生物学の准教授であるコワルスキーの顧問であるマシュー・バーバーは言いました。

Kowalskiは、抗生物質の耐性につながった遺伝的メカニズムに深く入り込むフォローアップ研究に取り組んでいます。彼女はまた、菌類を焦点を合わせた後、バーバーのラボから別れ、皮膚マイクロビオームの見落とされがちな役割をさらに調査するために、独自のラボを立ち上げる準備をしています。

「抗生物質耐性の細菌感染は、人間の健康の脅威であり、ある意味では悪化している」とバーバーは述べた。 「私たちは、微生物を理解するためにやるべきことがまだたくさんありますが、それらの感染症を治療または予防できる新しい方法を見つけています。」

Kuwalski CH、UT、Lawhorn S、Smigan TJ TJ、Kalan L、Balan L、Barber MF。
修飾された脂肪酸を介した黄色ブドウ球菌に対する皮膚ミコビオティア媒介拮抗作用。
Curr Biol。 2025年4月9日：S0960-9822（25）00371-9。 doi： 10.1016/j.cub.2025.03.055