新たな結核治療薬の開発パイプラインが不足する中、ソフトウェアツールは、きわめて可能性の低い候補を含め、現在の薬剤を新たな方法で組み合わせ、より効果的な治療法を生み出せるかどうかを予測できます。
「これは、比較的時間とコストがかかる従来の試行錯誤による薬剤開発の仕組みに取って代わる可能性があります」と、ミシガン大学生物医学工学の助教授であるスリラム・チャンドラセカラン氏は述べています。
INDIGO（Inferring Drug Interactions using chemoGenomics and Orthology：ケモゲノミクスとオーソロジーを用いた薬物相互作用の推定）と名付けられたこのソフトウェアツールは、以下のことを示しました。結核の結核治療薬を抗精神病薬または抗マラリア薬と組み合わせることで、その効力が増強される可能性があること。
「このツールは、薬剤の組み合わせの活性を正確に予測できます。相乗効果、すなわち組み合わせの活性が個々の薬剤の合計よりも大きくなる場合も含まれます」と、筆頭著者でワシントン大学の研究員であるマ・シューイー氏は述べています。
「また、薬剤間の拮抗作用、すなわち組み合わせの活性が低くなる場合も正確に予測します。さらに、これらの薬剤応答を制御する遺伝子も特定します。」
INDIGOが結核の治療に高い有効性が見込まれると特定した組み合わせは次のとおりです。
結核治療薬ベダキリン、クロファジミン、リファンピシン、クラリスロマイシンと抗マラリア薬P218の5剤併用。
ベダキリン、クロファジミン、プレトマニド、および抗精神病薬チオリダジンの4剤併用。
抗生物質モキシフロキサシンとスペクチノマイシンの組み合わせ。通常は拮抗作用を示す2剤ですが、3剤目としてクロファジミンを加えることで、高い相乗効果を示すようになります。
3つの組み合わせはいずれも、INDIGOが特定した相乗効果を示す組み合わせの上位0.01%に入りました。
「INDIGOによって特定された有効な組み合わせを実験室で検証したところ、88.8%の確率で相乗効果が確認されました」と、チャンドラセカラン氏は述べています。
結核は毎年180万人の命を奪っており、世界で最も致死率の高い細菌感染症です。現在、結核の治療に使用されている薬剤は28種類あり、それらを組み合わせると3剤または4剤の組み合わせが24,000通りになります。新たに2剤の薬剤が加わると、潜在的な組み合わせは32,000通りに増加します。
研究者らによると、これらの数字により、新たな治療レジメンの開発には多大な時間とコストがかかります。同時に、多剤耐性株も急速に広がっています。
新薬が不足し、古くから存在しつつ進化を続ける病気に対処しなければならない現在、このツールは医薬品の既存の手段を活用する新たな方法を提示していると研究者らは述べています。解決策はすでに存在している可能性があり、INDIGOの従来の枠にとらわれないアプローチは、それらを見つけるためのより迅速な方法となります。
このツールは、以前に発表された研究のデータベースを利用しています。本研究の著者らはこのデータベースを分析・定量化し、数百種類の薬剤の特性に関する詳細な情報とともに活用しています。
この研究はmBioに掲載されました。本研究は、米国国立衛生研究所およびミシガン大学のPrecision HealthとMCubedの各イニシアチブから資金提供を受けました。
