遺伝子組み換え細菌が腫瘍に化学療法を直接投与

従来の化学療法には、重篤な副作用、健康な組織への損傷、効果の限界など、大きな課題が伴うことがよくあります。

シンガポール国立大学ヨン・ルー・リン医学部（NUS Medicine）の研究者たちは、がん治療における革新的なアプローチを開発しました。従来の化学療法に代わる、より標的を絞り、より効果的で、より毒性の低い治療法です。この新しいアプローチは、治療効果を向上させるだけでなく、がん治療に必要な薬剤の投与量を大幅に削減します。

マシュー・チャン准教授率いるNUS臨床・技術革新合成生物学部門（SynCTI）とNUSメディシン部門合成生物学トランスレーショナルプログラム（Syn Bio TRP）の研究者らは、がん患者のための新たな臨床治療法開発への希望となる新たな薬剤送達法を発見しました。Nature Communications誌に掲載されたこの研究成果は、細菌とがん細胞間の自然な相互作用を利用して、化学療法薬を腫瘍部位に直接送達する新たな方法を実証しています。

プロドラッグは、体内、特に腫瘍環境において活性分子（プロドラッグ）を活性化することで、低酸素状態や高酸性状態といった腫瘍特有の条件を利用し、正常組織へのダメージを最小限に抑えながら、がん部位で直接薬剤を活性化する治療法です。しかしながら、現在のプロドラッグ戦略は標的特異性に限界があり、多くの場合高分子キャリアに依存しているため、薬剤の分布と排泄が複雑になっています。

これらの限界を克服するため、NUSメディシンの研究者らは、ヘパラン硫酸と呼ばれる表面分子を介してがん細胞に特異的に結合するラクトバチルスの常在菌株を用いたプロドラッグ送達法を開発しました。この遺伝子組み換え細菌は、腫瘍部位で直接化学療法薬SN-38に変換されるプロドラッグを運搬します。

鼻咽頭がんの前臨床モデルでは、遺伝子組み換え細菌が腫瘍に直接局在し、化学療法薬をがん部位に直接放出することで、腫瘍の増殖が 67% 減少し、化学療法薬の有効性が 54% 増加しました。

この研究の最も有望な側面の一つは、研究者らが特定したラクトバチルス菌株ががん細胞に特異的に結合するため、さまざまな種類のがん治療に幅広く応用できる可能性があることである。

SynCTI研究員で主任研究者のシェン・ハオシェン博士は次のように述べています。「細菌と癌細胞の親和性を利用することで、化学療法の送達に革命を起こすことを目指しています。複数の微生物株と様々な癌細胞株の結合親和性を評価し、大腸癌、尿路癌、胃癌、口腔癌、肺癌、鼻癌など、様々な粘膜癌に化学療法薬を標的として送達する、微生物株を用いた汎用性の高い送達システムの開発を目指しています。」

「がん治療は患者さんにとってしばしば極めて困難な試練となります。私たちの研究は、がん治療において、より標的を絞り、毒性の少ないアプローチの開発に向けた重要な一歩となります。この研究が、優しく効果的な治療法への道を切り開くことを願っています」と、医学部長であり、SynCTIおよびNUS Medicine Syn Bio TRPのディレクターを務めるチャン准教授は付け加えました。