研究者らは、多剤耐性菌に有効であると期待される、マラシジンと呼ばれる強力な新しい抗菌薬の一群を発見した。
薬剤としての可能性を持つ細菌由来の分子を発見するため、研究者らはニューヨーク市の公園から採取した2,000以上の土壌サンプルに含まれる微生物の遺伝子を解析した。
『Nature Microbiology』に報告されたとおり、実験室および動物実験において、マラシジンは従来の抗菌薬に耐性を示す感染症を含め、多くの感染症を一掃した。さらに、マラシジンにさらされた感染性細菌は、長期の実験室実験において新しい抗菌薬に対する耐性を獲得しなかった。
ロックフェラー大学の遺伝子コード型低分子研究所長であるショーン・F・ブレイディ氏によれば、マラシジンがヒトを対象とする臨床試験に備えられるまでには、さらに数年の追加研究が必要になるという。
それでも、既存の抗菌薬が危険な感染症を引き起こす微生物に対して効果を失いつつあるなか、今回の発見は、差し迫る公衆衛生上の危機への対応に、いつか役立つ可能性がある。
土壌は微生物学者が探究するうえで豊かな環境である。ヒトのマイクロバイオームよりもさらに多様な、驚くほど多くの微生物を含んでおり、土壌1グラムには数千種類の細菌が存在する場合もある。
しかし、これらの細菌の大部分は実験室での培養に適応せず、そのため科学的な利用が困難であった。
ブレイディ氏のチームは、微生物そのものから化合物を抽出するのではなく、土壌中の微生物DNAから創薬候補となる化合物を特定する技術を先駆的に開発し、この問題を解決した。この方法では培養が不要となり、代わりにDNA解析や計算解析といったハイテクツールを活用する。
新しい手法の課題の一つは、土壌には研究者が十分に解析しきれないほど多くのDNAが含まれていることである。
「今日どれほど高性能な解析装置があっても、一つの土壌サンプルのDNAすべてを解析するには依然として不十分であり、ましてや地球上に存在する何百万、何兆もの環境においては言うまでもない」とブレイディ氏は述べる。「膨大な遺伝情報を選別するには、より創造的な方法を考案しなければならない。」
彼らの解決策は、既知の薬剤をコードする遺伝子に似た遺伝子をDNAからスクリーニングすることだった。今回の対象は、カルシウムの存在下でのみ機能する、比較的新しい抗菌薬の一群である。これらの薬剤には、感染性細菌が耐性を獲得しにくいという追加の利点もある。
科学者らが発見した配列の一つは、マラシジン分子をコードしていることが判明した。これらの化合物の物理的構造およびその作用様式は、他のカルシウム結合性薬剤とは異なる。
「まったく新しい分子だ」とブレイディ氏は言う。「これまで一度も確認されたことがない。」それでも、マラシジンは自然界に非常に広く存在しており、研究者らは検査した土壌サンプルの10件に1件から見つけたという。
研究者らは現在、新たに発見されたマラシジン分子の変異体を研究し、別の類似体がさらに優れた殺菌効果を示すかどうかを調べている。
さらに、研究者らは新たな抗菌薬の探索を強化している。新たな治療法が開発されなければ、治療不能な感染症による世界全体の死亡者数は、2050年までに10倍以上に増加すると予測されている。ブレイディ氏によれば、継続的な研究努力がこの傾向を逆転させる一助となりうる。
「抗菌薬の将来に関する悲観的な予測がある一方で、この非常に生産性の高い源泉に立ち返り、本当に有用な抗菌薬をさらに発見できるかどうかを確かめる見込みがある。」
