抗毒性薬の新たな可能性を探る：北極海からの発見
抗生物質は現代医学の基盤として欠かせない存在です。例えば、手術や外傷治療の際、抗生物質がなければ命に関わる感染症のリスクが飛躍的に高まります。しかし、現在、抗生物質に対する耐性菌の出現が深刻化し、新しい抗生物質の発見ペースが遅いことから、世界的な「抗生物質危機」が問題視されています。その中でも希望の兆しがあります。現在使用されている抗生物質の約70%は土壌に生息する放線菌由来であり、地球上の多くの環境はまだ探索されていません。このため、異なる生息地における放線菌をターゲットにした探索が新たな戦略として注目されています。
特に注目されるのは、抗菌作用そのものではなく、病原菌の「毒性」—病気を引き起こす能力—を低下させる新しい分子を探す方法です。こうした分子は、直接菌を殺したり成長を抑えたりせず、耐性の進化を抑える可能性が高いだけでなく、副作用も少ないと考えられています。
フィンランド・ヘルシンキ大学の教授であり今回の研究の責任著者であるペイヴィ・タメラ博士（Päivi Tammela, PhD）は、この課題に取り組む新たな研究を発表しました。同氏らの研究は、2024年8月30日にFrontiers in Microbiology誌で公開され、「Bioprospecting of Inhibitors of EPEC Virulence from Metabolites of Marine Actinobacteria from the Arctic Sea（北極海産放線菌代謝物からのEPEC毒性抑制剤の生物探索）」と題されています。
北極海の放線菌から新たな発見
「今回の研究では、放線菌の抽出物から毒性抑制および抗菌作用を持つ代謝物を同定するための高度なスクリーニング手法を示しました」とタメラ博士は説明します。「特に、北極海産放線菌から抽出した化合物の中に、大腸菌の毒性を抑制するが成長には影響を与えないものと、成長そのものを抑制するものの2種類を発見しました。」
研究で使用された化合物は、2020年8月にノルウェーの調査船「クロンプリンス・ハーコン号」による北極海スヴァールバル諸島の調査で採取された無脊椎動物から分離された4種の放線菌由来です。これらの菌は培養された後、細胞を抽出し、その内容物を分画。分画されたサンプルは、大腸がん細胞に付着したEPECに対して試験が行われました。
結果、未知の2つの化合物が高い毒性抑制または抗菌活性を示しました。その1つは、ロドコッカス属の未知株（T091-5）、もう1つはコクリア属の未知株（T160-2）由来です。
病原性抑制の具体的なメカニズム
これらの化合物は、EPECの病原性を抑制する2つの重要な作用を示しました。1つ目は、EPECが宿主の腸壁に付着するために必要な「アクチン台座」の形成を阻害すること。2つ目は、宿主細胞の表面にある受容体「Tir」にEPECが結合するのを防ぐことです。この受容体結合は、細胞内プロセスを乗っ取るために必須のステップです。
T160-2由来の化合物と異なり、T091-5由来の化合物はEPECの成長速度を抑制しませんでした。このことから、T091-5の化合物は耐性進化のリスクが低く、より有望な候補であると考えられます。さらに解析の結果、T091-5の活性化合物は細胞代謝において重要な役割を果たすリン脂質である可能性が高いことがわかりました。
今後の展望
研究チームは、T091-5由来の化合物がリン脂質の一種である可能性が高いことを明らかにしました。リン脂質は細胞代謝において重要な役割を果たす分子であり、この化合物のさらなる研究が期待されています。
「次のステップとして、これらの化合物の生産条件を最適化し、十分な量を単離してその構造を詳細に解明し、さらに生物活性を調査する予定です」とタメラ博士は述べています。
この研究は、未開拓の環境から新しい抗毒性薬を発見する可能性を示すものであり、抗生物質に依存しない感染症治療の新たな道を切り開く重要な一歩となるでしょう。
