抗生物質耐性：研究者らは「致命的な危機を終わらせるために細胞を訓練する」

薬剤耐性スーパーバグは何十年もの間、人間の健康を脅かしてきました。新しい抗生物質が不足しているため、状況は悪化しています。しかし、私たちがそれらを扱う方法を変え、汚れた仕事をするために抗生物質に頼るのではなく、これらの侵入者を殺すように私たちの細胞を訓練したらどうでしょうか。宿主を標的とした防御と呼ばれるこの新しい戦略は、抗生物質耐性の問題を解決するのに役立ちます。

抗生物質耐性は世界的な健康に対する関心が高まっています。英国政府の委託を受けた最近の報告によると、世界中で毎年約70万人が薬剤耐性菌による感染のために死亡しています。報告書はまた、行動を起こさなければ、死亡者数は全世界で1000万人に達し、世界経済に80兆米ドルかかると警告しています。

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アメリカでも薬剤耐性は深刻な問題です。多剤耐性病原体が原因で毎年23,000人以上が死亡し、年間約550億ドルの費用がかかります。米国を脅かす主な原因はメチシリン耐性です。 黄色ブドウ球菌 （MRSA）、カルバペネム耐性 腸内細菌科 （CRE）、そして クロストリジウムディフィシル.

増大する脅威に対処するための開発中の新しい抗菌薬の不足は不安な傾向です。他のすべてが失敗したときに感染症を治療するために予約されている薬に耐性がある病原体は特に懸念されます。これはカルバペネム耐性病原体の場合です。

薬剤耐性病原体の出現と相まって抗菌薬の減少は代替アプローチを要求する。

私の同僚と私は、他のプロジェクトと一緒にMalay Haldarの研究室で、感染に反応して動物の宿主の要因がどのように役割を果たすかを研究しています。アプローチをテストするために、感染症のマウスモデルを使用してこの作業を行っています。私たちの目的は、問題のある微生物を殺すのに十分高い個体の免疫反応を高めることを目的とした、宿主の新たな形質または因子を見つけることです。我々が調べている宿主因子はSpi-Cと呼ばれ、人体のあらゆる細胞に見られる遺伝子です。

ターゲットホスト要因

私がホストファクターに興味を持っていたのは、大学院の勉強中でした。私の博士号に取り組んでいる間研究プロジェクトでは、宿主因子、すなわちヒトに固有の様々な形質が細菌感染に重要な役割を果たすことを私は学びました。これは私が宿主の免疫系がどのように細菌と戦うかを調査することを促しました。

病原体に対する宿主の防御に対する新たな洞察により、研究者は宿主指向療法（HDT）と呼ばれる新しい戦略を探求し始めました。これは約10年間しかなかった比較的最近のアイデアです。

HDTの目的は、抗菌薬だけに頼るのではなく、病原体を殺すための宿主の免疫反応を高めそして増幅することです。抗生物質治療を提供するだけでなく、宿主因子を標的にすることによって、HDTは二重の驚異をもたらす。

身体は、炎症による感染、すなわち免疫細胞の特定の集団がそれらを食べることまたはタンパク質兵器でそれらをザッピングすることによって侵入細菌を攻撃し殺すプロセスに自然に反応する。しかし、制御されていない炎症は、多臓器不全を引き起こす可能性があり、さらには宿主を殺す可能性があるタンパク質の産生を引き起こします。したがって、炎症を抑制することは、病原体と闘うため、ならびに過炎症から身体を保護するために非常に重要です。

HDTには、病原体に対する宿主の反応を高め、誇張された免疫反応から宿主を守る一連の治療法が含まれています。 ＨＤＴは、過剰な免疫応答および組織損傷を防止するために骨髄細胞の特定の集団が宿主体内に注射される細胞療法を含む。他のＨＤＴは、非感染性疾患に対して一般的に使用されている薬物を含む。例えばスタチンとイブプロフェンは感染に対する宿主の反応を落ち着かせる。 Biologics、組換えDNA技術によって作り出される複雑な分子薬は、これも小さいサイズのタンパク質を中和して、組織損傷を減らすことによってこれを行います。ビタミンD 3などの栄養製品も、病原体の殺害を促進する抗菌物質を宿主の免疫細胞に放出させることが示されています。

抗菌薬と組み合わせたHDTは、特に多剤耐性病原体に対して、特に抗生物質に対して、大きな見込みを示します。 結核菌 、結核を引き起こす病原体、世界中で死因のトップ10のうちの1つ。

感染症に対する治療のパーソナライズ

過去10年間で、研究者は宿主因子研究において大きな進歩を遂げ、新しい治療戦略を導いてきました。

そのうちの1つは個別化医療であり、そこではゲノムの青写真が個人の病気に対する独自の感受性を決定し、適切な治療法を選択することができます。

この概念は癌のような非感染性疾患に適用されます。しかしながら、感染症における概念の適用はごく最近のことである。それにもかかわらず、個別化医療は私達に何人かの個人が他よりも感染症になりやすい理由を推測させる。私の同僚と私は、そのような違いが宿主因子遺伝子のDNAの微妙な違いによって引き起こされるかもしれないと信じます。多型と呼ばれるこれらの違いを感染に対する個人の脆弱性のレベルに関連付けることによって、私たちの研究が細菌感染の精密医学に貢献することを願っています。

新しい宿主因子の探求

Haldar研究室の私の同僚と私は細菌感染におけるSpi-Cの役割を探っています。 Spi-Cは、体内の鉄貯蔵を調節する特定の種類の脾臓細胞集団の発達に不可欠です。鉄は赤血球の酸素を輸送するのに不可欠です。

しかし、感染の間に、バクテリアも鉄を必要とします。彼らは成長のためにそれを必要とし、そして彼らはそれを得るためにホストと競争します。それ故、もし我々がSpi-C遺伝子の活性を変えることができれば、我々はこの重要な栄養素から細菌を奪うことができそしてそれ故宿主に害を与えることなく感染を止めることができるかもしれない。

最近の論文では、感染の有無にかかわらず、宿主細胞における鉄の影響と宿主因子との相互作用についてまとめました。

マウスでは、宿主を防御する方法として、宿主因子Spi-Cの役割をテストしました。この研究では、細菌の成分である化学物質をマウスに注射しました。実際の細菌感染の間に動物に起こる変化を引き起こしたいと思いました。

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我々の予備結果は、宿主因子が化学物質で処理されたマウスの様々な臓器において活性であることを示した。我々はこの活性化が宿主防御において役割を果たすと信じています。そして、実際に、我々はSpi-C活性を失うことが正常なSpi-C活性を有する細胞と比較して病原体に対する宿主防御を促進する小型タンパク質の放出を増加させることを見出した。我々は、小型タンパク質のこの変化が感染に反応して過炎症から宿主を保護するかもしれないと信じています。

私たちは、病原体を標的とした治療法から宿主主導の治療法への考え方の転換が、新たな精密医療への道を切り開き、それが薬剤耐性の危機を終わらせるのに役立つと考えています。

この記事は、もともとZahidul AlamによるThe Conversationに掲載されたものです。元の記事を読んでください。