トロント大学が率いる国際研究チームは、寄生虫に対する新しい、より効果的な治療法を生み出す可能性のある天然化合物のファミリーを発見しました。これらの化合物は、虫が人間の腸内で生き残るために使用する独特の代謝プロセスを阻害します。
土壌に生息する寄生虫は、熱帯の発展途上国に大混乱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、その他の衰弱症状が起こり、出生異常や子供の成長障害を引き起こす可能性があります。
土壌に生息する寄生虫は、世界中で 10 億人以上の人々に感染しており、そのほとんどは包括的な医療および衛生システムが欠如している発展途上国の低所得者層です。寄生虫は、利用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、新しい化合物の探索が緊急に必要とされています。
研究の第一著者であり、トロント大学ドネリー細胞および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
この研究は、本日、ジャーナル Nature Communications に掲載されました。
寄生虫の多くの種は、そのライフサイクルのほとんどをヒトの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に、寄生虫はロドキノン(RQ)と呼ばれる分子に依存するタイプの代謝に切り替えます。
寄生虫は、RQ依存代謝を使用して、人間の宿主の体内で何ヶ月も生き延びることができます。
研究チームは、RQが寄生虫のシステム内にのみ存在し、人間はRQを生成または使用しないため、寄生虫の適応代謝プロセスをターゲットにすることを決定しました。したがって、この分子の生成または活動を制御できる化合物は、人間の宿主に害を与えることなく、寄生虫を選択的に殺します。
研究者は、モデル生物であるC. Elegansを使用して、植物、真菌、細菌から分離された天然化合物をスクリーニングしました。この虫は寄生虫ではないが、酸素が利用できないときには代謝に RQ を頼りにしている。
「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です」と、この研究の主任研究者でドネリー センターおよびテマーティ医学部の分子遺伝学教授であるアンドリュー フレイザー氏は述べた。
「このスクリーニングは、私たちのグループと他のグループが C. Elegans を使用して RQ 依存代謝を研究した最近の成功と、日本最大の研究機関の 1 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。私たちは理化学研究所の優れた 25,000 種の天然化合物のコレクションをスキャンし、このタイプの代謝に依存する虫を殺すベンズイミダゾール化合物のファミリーを発見しました。」
研究者は、寄生虫の治療に、新たに発見された化合物ファミリーを使用した多回投与レジメンを使用することを提案している。大量薬物治療プログラムでは単回投与の方が便利ですが、寄生虫を殺すにはより長い治療プログラムの方が効果的です。
「当ライブラリを使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持続可能資源研究センター化学生物学グループ長の長田博之氏は語りました。
「この研究はスクリーニング手法の威力を実証しており、今回の研究では、研究者は集中した天然物質のコレクション内で非常に多くの分子をスクリーニングすることができます。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ための鍵となります。」
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所が実施する寄生虫を使った追加の生体内試験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ます。
「この研究は始まりに過ぎません」とフレイザー氏は述べました。 「私たちは、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 生成能力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を治療する薬の開発に役立つことを願っています。」
この研究は、カナダ保健省と欧州分子生物学機構の支援を受けています。