「肉食」病を引き起こす細菌との戦いにおける画期的な進歩

国際的な科学者チームが、マウスの細菌感染を治すことができる新しい化合物群を開発した。これらの感染の中には、深刻な「食肉」病を引き起こすものもある。米国では毎年、食肉病の症例が約700～1,100件ある。この新しい化合物群は、新しい種類の抗生物質の始まりとなる可能性があり、8月2日付けのサイエンス・アドバンス誌に掲載された研究で説明されている。

高まる抵抗

数十年にわたり、臨床医らは、現在利用可能な薬剤に対する耐性がますます強まっている病原体について警鐘を鳴らしてきました。これにより病原体はより危険になり、米国疾病予防管理センター (CDC) によると、米国では毎年 280 万件を超える抗菌剤耐性感染症が発生しています。これらの感染症で 35,000 人以上が亡くなっています。これに対抗するには、細菌が耐性を持つようになった抗菌化合物に代わる、より新しい抗菌化合物が必要になります。

セントルイスのワシントン大学医学部の分子微生物学者スコット・ハルトグレン氏とマイケル・カパロン氏、およびスウェーデンのウメオ大学の化学者フレドリック・アルムクヴィスト氏が、GmPcidesと呼ばれるこの新しい化合物群について共同研究を行った。

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GmPcides はグラム陽性細菌を標的として作用します。これらの種類の細菌は、さまざまな薬剤耐性ブドウ球菌感染症、毒素性ショック症候群、および致命的になり得るその他の細菌性疾患を引き起こす可能性があります。

「私たちがテストしたグラム陽性菌はすべて、この化合物に感受性がありました。これには、主要な病原菌である腸球菌、ブドウ球菌、連鎖球菌、クロストリジウム・ディフィシルが含まれます」とカパロン氏は声明で述べた。「この化合物は、多数の細菌に対して広範囲の活性を持っています。」

「幸運な偶然」

新しい GmPcide 化合物は、チームが幸運な偶然と呼ぶものによって開発された、環融合 2-ピリドンと呼ばれるタイプの分子に基づいています。カパロンとハルトグレン両氏は、尿道カテーテルの表面に細菌膜が付着するのを防ぐことができる化合物の開発をアルムクビスト氏に依頼しました。細菌膜は、病院環境での尿路感染症の一般的な原因です。

得られた化合物には、複数の種類の細菌に対する感染と闘う特性もあった。彼らの以前の研究の一部では、GmPcides がペトリ皿実験で細菌株を殺せることが示されていた。

この新しい研究では、ペトリ皿実験をさらに一歩進め、化合物が壊死性軟部組織感染症にどう作用するかをテストしました。これらの急速に広がる感染症は通常、複数の種類のグラム陽性菌が関与しています。壊死性筋膜炎、または人食い病は、これらの感染症の中で最もよく知られています。この感染症は急速に組織を損傷するため、感染拡大を抑えるために手足の切断が必要になることがよくあります。人食い病の患者の約 20% が死亡します。

研究チームは、毎年約 50 万人の死因となっている 1 つの病原体、化膿連鎖球菌に注目しました。マウスのグループが化膿連鎖球菌に感染しました。一方のグループには GmPcide を投与し、もう一方のグループには投与しませんでした。GmPcide 投与を受けたマウスは、ほぼすべての基準で未投与のマウスよりも良好な状態でした。体重減少が少なく、潰瘍が小さく、感染を撃退する速度が速かったのです。感染後の皮膚の損傷部分も、より早く治癒したようです。

GmPcides がどのようにしてこれらすべてを実現したのかはまだ完全には解明されていませんが、顕微鏡検査により、この治療が細菌細胞膜に大きな影響を及ぼすことが示されました。細胞膜は微生物の外側を包むものです。

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「膜の役割の 1 つは、外部からの物質を排除することです」と Caparon 氏は言います。「GmPcide による処理後 5 ～ 10 分以内に膜が透過性になり、通常は排除されるべき物質が細菌内に侵入するようになることがわかっています。これは、膜が損傷を受けたことを示しています。」

これにより、宿主にダメージを与えたり、感染に対する宿主の免疫反応を抑える細菌の効力を低下させる作用など、細菌自体の機能が変化する可能性があります。

GmPcides は薬剤耐性菌を生み出す可能性も低いかもしれない。耐性菌を作り出すために設計された実験では、治療に耐えられる細胞はごくわずかであることがわかった。つまり、その利点を次世代の細菌に引き継ぐ可能性が低いということだ。

今後の道

カパロン氏によると、GmPcides が地元の薬局で購入できるようになるまでには、まだ多くのステップがあるという。チームは使用した化合物の特許を取得し、カパロン氏、ハルトグレン氏、アルムクビスト氏が所有権を持つ QureTech Bio 社にライセンスを供与した。ライセンス供与は、医薬品開発と臨床試験を管理して市場に出すことができる別の会社と協力するという見込みに基づいていた。

研究チームによれば、抗菌薬耐性などの問題を治療するには、GmPcides を開発したような共同科学技術が必要になるという。
「あらゆる種類の細菌感染症は重大な健康問題であり、多剤耐性がますます増加し、治療が困難になっています」とハルトグレン氏は声明で述べた。「学際科学は、異なる研究分野の統合を促進し、患者を助ける可能性のある相乗効果のある新しいアイデアにつながる可能性があります。」