CRISPR がコブラの毒咬傷に対する解毒剤を発見

スCRISPR は、現在ノーベル賞受賞者であるジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエによって 14 年前に発表されて以来、この遺伝子編集の画期的な成果は、がん、心臓病、鎌状赤血球貧血の治療を改善するために使用されてきた。温暖化する地球に食料を供給するために野菜を復活させるなど、CRISPR の驚くべき用途が毎年発見されている。最近、科学者たちは、古代神話から切り取られたように見えるが、今日何百万人もの人々が直面している生命を脅かす症状、つまりコブラ咬傷を CRISPR が治療できるという偶然の発見をした。

頭巾が広がる伝説の蛇は、インディ・ジョーンズにとって脅威なだけではありません。実際、毒蛇に噛まれるのは笑い事ではありません。毒蛇によって毎年約 14 万人が死亡し、さらに 40 万人が永久的な障害を負っています。コブラに噛まれると、蛇の毒によって局所的な腫れ、激しい痛みが生じ、最終的には噛まれた部分の周囲の組織が死に至ります。

野生のコブラに噛まれた人は、熱帯地方の田舎の隔離された地域に住んでいることが多いため、「治療を受けられる医療施設に行くまでに何時間もかかることがあります」と、リバプール熱帯医学学校のヘビ咬傷研究介入センター長ニコラス・ケースウェル氏は言う。「その時点では、ひどい腫れと激しい痛み、さらには組織壊死を伴って病院に運ばれることも珍しくありません。」

標準的な治療法は抗毒素の点滴を受けることですが、これは冷蔵保存して医療施設で投与する必要があります。また、コブラの毒は咬まれた部分の組織に急速な損傷を与えるため、時間が極めて重要です。

そこで、ケースウェル氏と同僚たちは、人体を調べて、これらの毒素による損傷を阻止するより良い方法がないか探しました。CRISPR を使って、咬まれた場所の周囲の組織死を引き起こすヒト遺伝子を追跡しました。培養された皮膚細胞に液体のコブラ毒を注ぎながら、各細胞を死滅させるのに十分な量の遺伝子を破壊しました。細胞の一部が生き残ったので、これらの細胞を新しい培養で育て、残りの細胞と区別する遺伝子マーカーが見つかるかどうかを調べました。これらのスクリーニングで、ヘパランとヘパリン分子が見つかりました。ヘパリンは免疫反応中に放出され、ヘパランは細胞の表面にあります。これらの細胞を見つけたことで、1930 年代から使用されているヘパリンという薬にたどり着きました。この薬は血液凝固能力を低下させ、血管内で血栓が形成されるのを防ぎます。この研究結果は、最近、ジャーナルに掲載されました。 科学トランスレーショナル医療。

コブラの毒は噛まれた部分の組織に急速な損傷を与えるため、時間が重要です。

現場でコブラの咬傷治療に使用できるようになる前に、科学者たちは臨床試験でさらにテストする必要がある。しかし、CRISPR を使ったこの発見によって、すでに一般的で安全性が確かな薬剤が見つかったという事実は、コブラの咬傷治療の改善と、他のヘビの毒をブロックする方法の発見の両方において、科学者たちに希望を与えている。

ケースウェル氏によると、これまでヘビに噛まれた場合の解毒剤を開発するには、特定の種の毒の化学組成を特定し、その毒に含まれる特定の毒素をブロックする方法を考え出すというアプローチがとられていた。CRISPR アプローチは、毒素ではなく、毒素が体内に害を与えて細胞を殺すために使用する経路に焦点を当てている。

現在、ヘビに噛まれた場合の治療法は、一般的に動物由来の抗体です。抗体を作るには、科学者がドナー動物（多くの場合、牛や羊）に少量のヘビ毒を注射して免疫反応を起こさせます。次に、ドナー動物の血漿から抗体を取り出し、濃縮します。

抗毒素は命を救うが、多くの限界があるとケースウェル氏は言う。冷蔵保存して診療所で投与する必要があることに加え、高価で、特定のヘビにしか効かない。「例えばガラガラヘビ用の抗毒素を作ったとしても、コブラに噛まれたときには効かないだろう」と同氏は言う。

研究者たちは、将来、臨床試験が成功すれば、コブラに噛まれたときにヘパリンを自動注射器に入れて村に保管できるようになると想像している。そして、このアプローチを再現して、他の種類の毒蛇に対しても幅広く作用する、より簡単な治療法が見つかると期待している。

「これは本当に素晴らしい研究だ」と、オーストラリアのクイーンズランド大学の毒物専門家で、今回の研究には関わっていないブライアン・フライ氏は言う。フライ氏も、ヘパリンの柔軟性は、ヘパリンの「箱入りドクター」キットに入れて保管し、最も危険にさらされている地域に直接届けることができるため、命に関わる傷害からもっと多くの人を救うことができると同意している。

オーストラリアのシドニー大学の遺伝学者で、コブラに関する論文の共著者でもあるグレッグ・ニーリー氏は、次にクサリヘビを研究する予定だ。クサリヘビもコブラと同様に、毒でかなりの組織損傷や死を引き起こす可能性があるが、毒の成分はクサリヘビとは異なる。同氏は、毒が悪さをする仕組みにパターンを見いだし始めており、科学者はこれによって、より幅広い咬傷を治療できる解毒剤を開発できるかもしれない。同氏は、毒に対して健全な敬意を抱いているが、その力を無力化することにも情熱を注いでいる。「毒の働きを少しでも理解できれば、何かを学ぶことができるでしょう」と同氏は言う。

ニーリー氏は、CRISPR は研究者にとって素晴らしい発見のツールだと言う。同氏は CRISPR の実験を「スイッチを入れ、何が光るかを見る」ようなものだと表現する。

メイン画像：ブトゥソヴァ・エレナとイリヤ・ルキチェフ / Shutterstock

• キャサリン・ギャモン

  ポストする 2024年7月25日

  キャサリン・ギャモンは、カリフォルニア州サンタモニカを拠点とするフリーランスの科学ライターで、環境、科学、子育てについて執筆しています。X (旧称 Twitter) では @kategammon で見つけることができます。

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