「もし、長年私たちを苦しめてきた病原体の『無敵の鎧』が、実はそのまま『最大の弱点』になるとしたら？そんな驚きの発見が、ライム病の研究でもたらされました。」何十年もの間、ライム病は医師や患者を悩ませてきました。コルク抜きのような形をした細菌、ボレリア・ブルグドルフェリ（Borrelia burgdorferi）によって引き起こされるこの感染症は、放置すると数ヶ月も続き、発熱や倦怠感、激しい炎症を引き起こします。しかし、ノースウェスタン大学とアメリカユニフォームド・サービス医科大学（USU）の科学者チームは、この頑強な細菌に隠された、皮肉なほど脆弱な弱点を発見しました。この弱点を突くことで、細菌を無力化し、ライム病の新しい治療戦略につながる可能性があります。
研究チームは、この細菌が宿主の免疫系から身を守るために利用している「マンガン」が、同時に「鎧の割れ目」でもあることを突き止めました。マンガンが不足しても、逆に過剰になっても、この細菌は宿主の免疫系や、本来なら耐性を持つはずの治療に対して非常に脆くなるのです。
本研究は2025年11月13日に学術誌『mBio』に掲載されました。オープンアクセス記事のタイトルは「EPR Spectroscopy Reveals Antioxidant Manganese Defenses in the Lyme Disease Pathogen Borrelia burgdorferi（EPR分光法により明らかになったライム病病原体Borrelia burgdorferiにおける抗酸化マンガン防御）」です。
USUのマイケル・デイリー（Michael Daly）博士と共に研究を主導したノースウェスタン大学のブライアン・ホフマン（Brian Hoffman）博士は、「私たちの研究は、マンガンがライム病において諸刃の剣であることを示しています。それはボレリアの鎧であると同時に弱点でもあるのです。マンガンの管理方法を標的にできれば、ライム病治療の全く新しいアプローチへの道が開けるでしょう」と述べています。
ブライアン・ホフマン博士は、ノースウェスタン大学ワインバーグ教養学部の教授であり、同大学の生命プロセス化学研究所およびロバート・H・ルーリー総合がんセンターのメンバーでもあります。マイケル・デイリー博士はUSUの病理学の名誉教授です。
1980年代以降、ライム病の発生は北米や世界中で劇的に増加しています。アメリカ疾病予防管理センター（CDC）によると、米国では毎年約47万6,000人が診断されています。現在、承認されたワクチンはなく、抗菌薬の長期使用には課題が残っています。
「抗菌薬は細菌にダメージを与えますが、同時に腸内の善玉菌も殺してしまいます」とマイケル・デイリー博士は指摘します。「ライム病はダニの噛みつきによって感染し、迅速に治療しないと、患者の免疫系、循環器系、中枢神経系を攻撃し、後遺症を引き起こす可能性があります。」
ホフマン博士とデイリー博士は以前、過酷な環境でも生き残る能力から「コナンのような細菌」と呼ばれる放射線耐性菌「デイノコッカス・ラディオデュランス」におけるマンガンの役割を共同で研究していました。今回、彼らはマンガンがボレリアの防御にも関わっているのではないかと考えたのです。
研究チームは、生きた細菌内のマンガンの原子構成を特定するため、電子常磁性共鳴（EPR: electron paramagnetic resonance）イメージングという新しいツールを使用しました。さらに詳細を調べるため、電子核二重共鳴（ENDOR: electron nuclear double resonance）分光法を駆使してマンガン周囲の原子を調査しました。これらの技術を組み合わせることで、どの形態のマンガンがどこに存在し、ストレス下でどう変化するかを示す「分子マップ」を作成したのです。
このマップにより、MnSODと呼ばれる酵素と、マンガン代謝産物のプールの2段階からなるマンガン防御システムが明らかになりました。細菌はまず、盾のような役割を果たすMnSODを使って宿主の免疫系からの攻撃を防ぎます。もしこの盾をすり抜ける活性酸素があれば、スポンジのように有害な分子を吸収・中和する代謝産物プールがそれを迎え撃つのです。
「本研究は、病原体の隠れた生化学的メカニズムを明らかにする上でのEPRやENDOR分光法の威力を示しています。これらのツールがなければ、ボレリアの防御システムと弱点は見えないままだったでしょう」とホフマン博士は語ります。
細菌は常に、マンガンをMnSOD酵素に送るか、代謝産物プールに送るかのバランスを調整しています。マンガンが少なすぎると防御機構を失いますが、細菌が老化すると代謝産物プールが劇的に縮小し、ダメージを受けやすくなります。この段階でマンガンが過剰になると、細菌はそれを安全に貯蔵できなくなり、逆に毒となってしまうのです。
この発見は、新しいライム病治療の可能性を秘めています。将来の薬剤は、細菌からマンガンを奪ったり、保護的なマンガン複合体の形成を阻害したり、あるいは逆にマンガンを過剰に送り込んで毒性を引き起こしたりすることができるかもしれません。どのアプローチをとっても、ボレリアは免疫系の攻撃に対して無防備な状態になります。
「ボレリア内の絶妙なマンガンバランスを崩すことで、感染中に病原体を弱体化させることが可能になるかもしれません。マンガンこそが、彼らの防御におけるアキレス腱なのです」とデイリー博士は結んでいます。
画像：新たな研究により、ライム病の原因菌であるボレリア・ブルグドルフェリ菌は、体内のマンガンバランスを乱すことで弱体化させられることが判明した。上図はデジタル着色処理を施した走査型電子顕微鏡画像で、ボレリア・ブルグドルフェリ菌の集団を示している。画像提供：米国疾病予防管理センター（CDC）。
