エクソソームを用いたHIV治療の研究で成果。マウスにおいて骨髄、脾臓、脳内のHIVレベルが低下することが判明。

NIHの支援を受けて行われた新しい研究では、細胞から放出され、他の細胞に取り込まれる可能性のある微小なナノ粒子であるエクソソーム（画像）を用いて、HIVに感染したマウスの細胞内に新しいタンパク質を送り込んだ。このタンパク質は、HIVの遺伝物質に付着してHIVの複製を阻止し、その結果、骨髄、脾臓、脳内のHIVの量が減少した。この研究は、NIHの国立精神衛生研究所（NIMH）からの資金提供を受け、2021年9月20日にNature Communications誌のオンライン版に掲載されたもので、HIVを抑制するための新しいデリバリーシステムの開発に道を開くものだ。このオープンアクセス論文は、「エクソソームを介したHIV-1の安定したエピジェネティック抑制（Exosome-Mediated Stable Epigenetic Repression of HIV-1）」と題されている。

「今回の結果は、HIVの遺伝子発現を抑制するエピジェネティクスベースの治療薬を脳組織に投与するためのエクソソーム工学の可能性を示している。これは、従来、HIVがHIV治療から隠れることができた領域だ。」とNIMHのエイズ研究部門のHIV神経病態・遺伝・治療部門のチーフであるJeymohan Joseph博士（本研究には関与していない）は述べた。

HIVは、体内で感染を防ぐのに重要な役割を果たす白血球の一種に感染することで、免疫システムを攻撃する。治療を行わないと、HIVはこの白血球を破壊し、体の免疫反応を低下させ、最終的にはAIDSを引き起こす。研究者らは、HIVとAIDSの治療と治癒のための新しい治療法の開発に取り組んでいるが、多くの理由からこの探求は困難だ。ひとつは、HIVが休眠状態に入り、体内に潜んで治療を逃れ、後になって再活性化することだ。特に脳に潜んでいるHIVは、血液脳関門のために治療法が進まないことが多く、治療が困難だった。

そこで、HIVの治療法として研究者たちが注目しているのが、「ブロック＆ロック」と呼ばれる、特に脳内のHIVをターゲットにした方法だ。この方法では、ウイルスの複製能力を阻害し、休眠状態にしようとする。

シティ・オブ・ホープ（カリフォルニア州ドゥアルテ）およびグリフィス大学メンジース・ヘルス・インスティテュート・クィーンズランド（オーストラリア）のKevin Morris博士は、マウスでHIVをブロックしてロックするための新しいアプローチを主導した。この研究では、細胞に取り込まれる可能性のある微小なナノ粒子であるエクソソームを用いて、ZPAMtと呼ばれる新規の組み換え抗HIVタンパク質をHIVに感染した細胞に送り込む。ZPAMtタンパク質は、ウイルスの複製に重要な5'LTR（long terminal repeat）と呼ばれる統合ウイルスゲノムの領域に結合するように研究者によって設計されている。ZPAMtタンパク質には、HIVの遺伝情報の発現の仕方を変えて抑制し、ウイルスが分裂・増殖できないようにするエピジェネティック・マーカーが含まれている。エクソソームは、血液脳関門を通過して脳内に入ることができるため、この治療法は到達しにくい器官をターゲットにすることができる。

このエクソソームを用いた治療法をHIVに感染したマウスに投与したところ、エクソソームに含まれるタンパク質はHIVに感染した細胞を抑制することができ、HIVに感染したマウスでは骨髄、脾臓、脳でのHIVの発現が抑制されたことがわかった。

「今回の研究成果は、エクソソームを用いてHIV感染細胞に治療物質を全身に送達できることを示すものだ。これは革新的な技術であり、将来的にはHIVだけでなく、パーキンソン病、アルツハイマー病、依存症などの脳のさまざまな疾患の治療にも利用できる可能性がある」とMorris博士は述べている。

今回の研究成果は、エクソソームを用いて、HIVに感染した細胞にタンパク質を送り込むことが可能であることを示しているが、この方法は、HIVの複製を阻止するのが難しい脳にも適用できる。将来的には、感染者のゲノムからHIVを切り離すことができる遺伝子切除装置をエクソソームを用いて投与することで、研究を継続していきたいと考えている。さらに、抗HIV CAR T細胞がHIV感染細胞を殺すのを助ける治療法をエクソソームを使って研究することも計画している。最終的には、エクソソームの用途をHIVだけでなく、薬物依存症に関連する要因を標的として制御するなど、拡大していきたいと考えているという。