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2024-08-28 08:00:00
1960 年代後半、ワイツマン科学研究所の 3 人の研究者が、コポリマーと呼ばれるタンパク質のような分子をいくつか開発しました。彼らは、コポリマーが実験動物に多発性硬化症に似た病気を引き起こすと考えていました。科学者のマイケル・セラ教授、ルース・アーノン教授、ドヴォラ・タイテルバウム博士は、コポリマーが病気を引き起こすのではなく、病気を治すことを発見して驚きました。これらの分子の 1 つは、広く使用されている薬であるコパキソンになりました。半世紀以上経って、ネイチャー カーディオバスキュラー リサーチ誌に掲載された新しい研究で、ワイツマン科学研究所の分子細胞生物学部門の研究チーム (エルダッド・ツァホル教授とレイチェル・サリグ博士が率いる) は、コパキソンが心臓発作からの回復を促進する可能性もあることを明らかにしました。
心臓発作は、心筋の一部への血液供給が遮断されたときに起こります。血液供給が速やかに再開されなければ、心筋細胞が死に始めます。骨格筋や傷跡を残さずに回復できる他の組織とは異なり、心筋細胞は分裂せず、死んだ細胞を新しい筋肉に置き換えることもありません。その代わりに、心臓の線維芽細胞（つまり、繊維細胞）が損傷部位で急速に分裂し、タンパク質繊維のネットワークを形成して、損傷した細胞を瘢痕組織に置き換えます。この組織は心臓の完全性を保証しますが、心臓が収縮して血液を送り出す能力を低下させます。したがって、長期的には、心臓発作は心不全の可能性を高めます。心不全とは、最初は身体運動中に、後には安静時にさえ、心臓が身体のすべてのニーズを満たすことができない慢性疾患です。心不全は世界中で約6,400万人に影響を及ぼしています。
過去 10 年間、心臓損傷に対する免疫システムの反応は、心臓の回復とリハビリテーションに直接関係していることが示されてきました。しかし、この反応によって引き起こされた炎症が治まらず慢性化すると、損傷はさらに悪化し、心不全につながる可能性があります。コパキソンが免疫システムの細胞の構成とそれらが放出するタンパク質を変化させ、それによって炎症を抑制することはすでに確立されていたため、サリグ氏は、この薬を使用して、免疫システムが心臓発作からの回復にどのように影響するかを調べることができるのではないかと考えました。
サリグ氏とツァホル研究室の2人の研究生、医師のガル・アビエル博士とジェイコブ・エルカハル氏が主導した新しい研究では、研究者らは心臓発作を起こしたマウスにコパキソンを毎日腹部に注射して治療した。心エコー図では、この薬が損傷したマウスの心臓の機能を改善し、マウスの心室が心拍ごとに大動脈に送る血液の量を増やし、その結果、他の臓器に重要な血液をより多く供給していることが明らかになった。治療を受けたマウスの瘢痕面積は比較的小さく、さらに、左心室の少なくとも30％を覆う大きな瘢痕は、治療を受けなかったマウスにのみ観察された。心臓発作を起こした人が必ずしもすぐに救急室に行くとは限らないが、研究者らは、心臓発作の24～48時間後に治療を開始した場合でも、コパキソンがマウスに有効であることを発見した。
研究の次の段階は、ラットモデルで治療をテストすることだったが、今回は研究者らは、ラットがすでに慢性心不全を患っていた心臓発作のほぼ1か月後に治療を開始した。2か月の治療の終わりまでに、心拍ごとに送り出される血液の割合は平均30％上昇し、心室の収縮力（心室が収縮する能力）はほぼ60％改善した。治療終了から1か月後、血液の送り出しは改善し続け、心室収縮力の改善は持続した。つまり、免疫系が心臓リハビリテーションにどの程度影響するかという根本的な科学的疑問への答えを求めながら、科学者らは一般的な心臓病を治療する有望な新しい可能性を発見したのだ。
驚いたことに、研究チームは、この薬が心臓の損傷部位の免疫系細胞の構成に影響を与えるだけでなく、どうやら心筋細胞自体を直接保護することによっても作用することを発見しました。コパキソンは、免疫細胞を含まない組織培養において心筋細胞を保護することが分かりました。後の段階では、この治療によって瘢痕組織を形成する繊維細胞の分裂も停止し、新しい血管の生成が促進されました。
「コパキソンによる治療は心筋細胞の分裂を引き起こしません」とサリグ氏は説明する。「既存の細胞が生き残り、効果的に収縮するのを助け、細胞に血液を供給する血管の生成を促進し、瘢痕組織の形成を遅らせます。」有望な実験結果を受けて、ワイツマンの科学者はアヴィエル氏や他の臨床医とともに、エルサレムのハダッサ医療センターのオファー・アミール教授およびラベア・アスレ教授と協力し、心不全患者に対するコパキソンの皮下注射の有効性を調べる第2a相臨床試験を実施した。
この試験の結果はまだ発表されていないが、炎症と心臓損傷の両方の指標が急速に改善すると期待されている。「コパキソンの特許が切れたため、この研究を継続するための製薬業界のパートナーを見つけるのは困難です」とツァホル氏は言う。「しかし、既存の薬を新しい用途に転用することは、新薬を開発するのに比べると迅速かつ安価です。どこかの寄付者や組織がこの挑戦を引き受けてくれることを願っています。」
アビエル G、エルカハル J、ウマンスキー KB 他
げっ歯類モデルにおける心臓虚血の治療のためのグラチラマー酢酸塩の再利用。
Nat Cardiovasc Res、2024年。doi: 10.1038/s44161-024-00524-x
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