オーストラリアの研究者たちは、抗生物質が効かなくなった致死性の細菌と戦うための有望な新しい戦略を開発した。研究チームは、細菌細胞上にのみ存在する糖をロックする抗体を開発した。このアプローチは、病院で発生した多剤耐性感染症に対する新世代の免疫療法をサポートする可能性がある。
この研究は、 自然ケミカルバイオロジー研究室で作成された抗体が、マウスの通常致死的な細菌感染を排除できたことを示しています。これは、特有の細菌の糖に結合し、侵入した病原体を破壊するように免疫システムに警告することによって機能します。
このプロジェクトはシドニー大学のリチャード・ペイン教授が共同主導し、WEHIのイーサン・ゴダード・ボーガー教授、メルボルン大学およびピーター・ドハティ感染免疫研究所のニコラス・スコット准教授と協力した。
ペイン教授は、新たに発表されたオーストラリア研究評議会の先端ペプチドおよびタンパク質工学センター・オブ・エクセレンスの責任者にも就任する予定です。このセンターは、今回のような発見に基づいて、基礎研究からバイオテクノロジー、農業、保全における応用への移行を加速します。
「この研究は、化学合成を生化学、免疫学、微生物学、感染生物学と組み合わせると何が可能になるかを示しています」とペイン教授は語った。 「合成化学を用いてこれらの細菌の糖を研究室で正確に構築することにより、その形状を分子レベルで理解し、高い特異性でそれらに結合する抗体を開発することができました。これにより、一部の壊滅的な薬剤耐性細菌感染症を治療する新しい方法への扉が開かれます。」
細菌の糖が特異な標的となる理由
研究チームが開発した抗体は、シューダミン酸と呼ばれる糖分子を標的とする。これは人間の細胞にある糖に似ていますが、この分子は細菌によってのみ作られます。多くの危険な病原体は、それを外表面の重要な部分として使用し、生存して免疫防御を回避するのに役立ちます。
この糖は人体では生成されないため、健康な細胞への損傷を回避する免疫療法を開発するための非常に特異的な標的となります。
広範囲に作用する抗体の設計
この弱点を利用するために、研究者らはまず細菌糖と糖修飾ペプチドを完全にゼロから合成した。この研究により、分子の正確な三次元構造と、それが細菌の表面にどのように現れるかを決定することができました。
この詳細な情報を使用して、チームは「汎特異的」抗体と呼ばれるものを作成しました。多くの異なる細菌種や株にわたって同じ糖を認識できます。
マウス感染研究では、抗体は多剤耐性を除去することに成功しました。 アシネトバクター・バウマニ。この細菌は院内肺炎や血流感染症の原因としてよく知られており、治療が特に困難です。
「多剤耐性 アシネトバクター・バウマニ 「感染症は、世界中の現代の医療施設が直面している重大な脅威です。」とゴダード・ボーガー教授は述べ、「最終選択の抗生物質ですら感染症が効かないことは珍しいことではありません。」私たちの研究は、命を救う新しい受動的免疫療法の開発への扉を開く強力な概念実証実験として機能します。」
受動免疫療法はどのように患者を守ることができるか
受動免疫療法では、体の適応免疫システムが反応するのを待つのではなく、感染を迅速に制御するために既製の抗体を患者に投与します。このアプローチは、活動性感染症の治療と予防の両方に使用できます。
病院環境では、薬剤耐性菌のリスクが高い集中治療室の脆弱な患者を保護するために使用できる可能性があります。
スコット准教授は、この抗体は細菌がどのように病気を引き起こすかを研究するための重要な新しい方法も提供すると指摘した。
「これらの糖は細菌の毒性の中心ですが、研究するのは非常に困難でした」と彼は言う。 「それらを選択的に認識できる抗体があれば、さまざまな病原体間でそれらがどこに出現し、どのように変化するかをマッピングできるようになります。その知識は、より良い診断と治療に直接供給されます。」
臨床使用に向けて
今後5年間で、チームは多剤耐性に焦点を当てて、これらの発見を臨床ですぐに使用できる抗体治療に変えることを計画しています A. バウマニ。この目標を達成できれば、ESKAPE 病原体の最も危険なメンバーの 1 つが除去され、抗菌薬耐性と戦う世界的な取り組みが大きく前進することになります。
「これはまさに、新しいARCセンター・オブ・エクセレンスが実現できるように設計された画期的な進歩です」とペイン教授は語った。 「私たちの目標は、基本的な分子の洞察を、医療システムで最も脆弱な人々を保護する現実世界のソリューションに変えることです。」
著者らは競合する利害関係を宣言していません。 National Health and Medical Research Council から資金提供を受けました。オーストラリア研究評議会;国立衛生研究所;ウォルター＆イライザ・ホール医学研究所。ビクトリア州政府。研究者らは、Bio21 分子科学およびバイオテクノロジー研究所のメルボルン質量分析およびプロテオミクス施設の支援を認めています。
すべての動物の取り扱いと手順はメルボルン大学のガイドラインに従って実施され、メルボルン大学動物倫理委員会によって承認されました (申請 ID 29017)。
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