寄生虫治療に有望な新しい化合物ファミリー

トロント大学を率いる国際研究チームは、寄生虫に対する新たな、より効果的な治療法の開発につながる可能性のある天然化合物群を発見しました。これらの化合物は、寄生虫がヒトの腸内で生存するために用いる独特の代謝プロセスを阻害します。

土壌媒介性の寄生虫は、熱帯の発展途上国で大きな被害をもたらしています。これらの寄生虫に感染すると、倦怠感、衰弱、栄養失調などの衰弱症状が現れるほか、乳幼児の先天異常や成長障害を引き起こす可能性があります。

土壌媒介性寄生虫は世界中で10億人以上を感染させており、そのほとんどは包括的な保健衛生システムが整備されていない発展途上国の貧困地域で発生しています。これらの寄生虫は、現在入手可能な数少ない駆虫薬に対する感受性が低下しているため、新たな化合物の発見が緊急に求められています。

この研究の第一著者であり、トロント大学ドネリー細胞・生体分子研究センターの大学院生であるテイラー・デイビー氏は、

この研究は本日、 Nature Communications誌に掲載されました。

多くの寄生虫種は、そのライフサイクルの大半をヒト宿主の体内で過ごします。腸内環境、特に酸素不足に適応するため、寄生虫はロドキノン（RQ）と呼ばれる分子に依存する代謝様式に切り替えます。

この寄生虫は、RQ依存性代謝を利用して、ヒト宿主の体内で何ヶ月も生存することができます。

研究チームは、RQが寄生虫の体内にのみ存在し、ヒトはRQを生成したり利用したりできないことから、寄生虫の適応代謝プロセスを標的とすることにしました。したがって、この分子の生成または活性を制御できる化合物は、ヒト宿主に害を与えることなく、寄生虫を選択的に殺すことができると考えられます。

研究者らは、モデル生物であるC. elegansを用いて、植物、真菌、細菌から単離された天然化合物をスクリーニングした。この線虫は寄生虫ではないものの、酸素が不足している場合には代謝をRQに依存している。

「これらの寄生虫の異常な代謝を特に標的とする薬を探すことができたのは今回が初めてだ」と、この研究の主任研究者で、ドネリー・センターおよびテメルティ医学部の分子遺伝学教授アンドリュー・フレイザー氏は語った。

このスクリーニングは、我々のグループと他のグループがC.エレガンスを用いてRQ依存性代謝を研究してきた近年の進歩、そして日本最大の研究機関の一つである理化学研究所との協力によって可能になりました。理化学研究所が保有する25,000種類もの天然化合物の驚くべきコレクションをスクリーニングした結果、このタイプの代謝に依存する線虫を死滅させるベンゾイミダゾール化合物ファミリーを発見しました。

研究者たちは、寄生虫の治療に、新たに発見された化合物群を用いた多回投与療法を提案している。集団薬物治療プログラムでは単回投与の方が簡便ではあるものの、寄生虫の駆除にはより長期にわたる治療プログラムの方が効果的と考えられる。

「私たちの図書館を利用した研究結果には非常に満足しています」と、静岡大学薬学部教授で理化学研究所環境資源研究センター化学生物学グループディレクターの長田博之氏は語った。

この研究はスクリーニング手法の威力を実証しており、この手法により研究者は天然物質の濃縮コレクションの中から非常に多くの分子をスクリーニングすることが可能になります。スクリーニングは非常に効率的であり、今回のような世界的に重要な緊急の研究課題に取り組む上で鍵となります。

研究チームの次のステップには、スイスのバーゼル大学のカイザー研究室で行われる寄生虫を使った追加の生体内テストを通じて新しいクラスの阻害剤を改良することと、RQを阻害する化合物の探索を継続することが含まれる。

「この研究はまだ始まりに過ぎません」とフレイザー氏は述べた。「この代謝に影響を与える非常に強力な化合物をいくつか発見しました。その中には、初めて、線虫のRQ産生を阻害する化合物も含まれています。私たちのスクリーニングが、世界中の主要な病原体に対する治療薬の開発に役立つことを期待しています。」

この研究は、カナダ保健研究所および欧州分子生物学機構の支援を受けて実施されました。