新しい治療法の1回の投与でマウスのデングウイルスを死滅させる

研究者らは、mRNAとCRISPR技術を用いてデングウイルスの治療法を開発した。

デングウイルスは、痛みを伴い、時には致命的となる 蚊媒介性 熱帯諸国でよく知られている感染症が、地球全体で急速に拡大しています。

現在、米国南東部など、この病気に感染するリスクのある地域に40億人が暮らしているが、この病気には有効な抗ウイルス治療薬がまだない。

バイオメディカルエンジニアのフィル・サンタンジェロ氏が率いる研究チームは、遺伝子編集ツールCRISPR-Cas13を使用してウイルスを標的にして殺す画期的な治療法を開発した。チームによる治療の全身投与は、マウスのデングウイルスの治療に成功した。

デング熱の治療が難しい理由の 1 つは、ウイルスに 4 つの異なる血清型があり、ワクチンのターゲットが 4 つ異なるためです。1 つの血清型に感染した人が、その後 2 番目のウイルスに感染すると、重篤な病気になることがあります。2 回目の感染で、最初の感染が悪化することもあります。症状には、発熱、吐き気、発疹、痛み (目の後ろを含む) などがあり、場合によっては、内出血、ショック、死亡に至ることもあります。

「デング熱の治療にはいくつかの課題があるため、私たちは、一回の注射でウイルスを排除できるmRNAベース、CRISPRベースの抗ウイルス剤を開発できるのではないかと考えました」と、ジョージア工科大学とエモリー大学の生物医学工学部の教授であるサンタンジェロ氏は言う。「そして、基本的にそれが私たちが示したことです。」

世界的な普及により、 ネッタイシマカ デング熱やその他のウイルスを媒介する蚊の場合、このような治療のタイミングは幸運なことだろう。

「残念ながら、気候変動により、こうしたウイルスを媒介する蚊が増加しています」と、ジョージア工科大学のプチ生物工学・生物科学研究所の研究員でもあるサンタンジェロ氏は言う。「ですから、備えておくのは良い考えです。」

mRNAベースのCRISPR治療が動物モデルで全身性ウイルス感染に効果を示したのは今回が初めてだ。しかしサンタンジェロ氏は、コロナウイルス治療を含む肺疾患に焦点を当てた以前の研究でその有効性を実証していた。それはポリマーナノ粒子を使用した吸入治療だった。ポリマーナノ粒子は、薬剤を直接肺に届けるのに最適な、生分解性の大きな分子だ。

デングウイルスの研究のために、研究チームは脂質ナノ粒子（LNP）を使用しました。これは、血流を通じて薬剤を細胞に運ぶ小さな脂肪の泡のようなものです。このナノ粒子には、カスタムコード化されたメッセンジャーRNA（mRNA）分子が搭載されています。

mRNA は Cas13a (ウイルス RNA を切断できる CRISPR タンパク質) とガイド RNA (切断が必要なウイルス RNA に Cas13a を誘導する) でエンコードされています。このプロセスでは基本的に一連の指示が作成されます。エンコードされた mRNA が LNP を介して感染細胞に送達されると、細胞はこれらの指示を使用して Cas13a とガイド RNA を構築し、標的細胞内のウイルス RNA を分解します。

研究者らはマウスにこの治療薬を1回投与した。 致死量の感染 デングウイルスの2つの血清型、DENV-2とDENV-3の投与を受けたマウスはすべて、RNAに意図しない損傷を受けることなく生き延びました。投与後、研究者らはマウスの脳内でウイルスの証拠も探しましたが、何も見つかりませんでした。

「私たちの治療法は、ウイルスが脳に侵入するのを防ぐようです」とサンタンジェロ氏は言う。「これは、人間の脳に侵入しないデング熱にとってそれほど重要ではないかもしれません。しかし、この発見は、 ジカウイルス、日本脳炎、ウエストナイルウイルス、その他人間の脳に影響を及ぼすウイルス。」

サンタンジェロ氏のチームは現在、デング熱の他の血清型でこの治療法をテストしており、他のウイルスでの治療法も研究する予定だ。

「我々は、1つの強力な治療法でできるだけ多くのウイルスを駆除できるようなアプローチを試すことに非常に興味を持っています」とサンタンジェロ氏は言う。同氏のチームには、ジョージア州立大学とエモリー大学の計算コアの研究者も含まれている。

「私たちはこれらのウイルスを殺す最も効率的な方法を見つけようとしています。まだそこまでには至っていませんが、最終的にはそこにたどり着くでしょう。」

この研究は ネイチャー微生物学。

この研究は国防高等研究計画局の支援を受けて行われました。この資料に記載されている意見、調査結果、結論、または推奨事項は著者のものであり、必ずしも資金提供機関の見解を反映するものではありません。

ソース： ジョージア工科大学