結核は世界で最も致死率の高い感染症の一つです。世界では依然として年間約1,040万件の結核症例と170万人の死亡が報告されています。
この病気の制圧が難しい理由の一つは、治療に用いられる薬剤が過酷な治療計画を必要とし、毒性を伴う場合があることです。そのため、患者が治療を最後まで続けないことが非常に多くなっています。
結核の治療期間は6か月で、4種類の抗菌薬を組み合わせ、毎日大量に服用します。1日の服用量が多い理由は、これらの薬剤の吸収が不十分だからです。薬剤が感染部位に到達しても、影響を受けた組織に入り込み細菌と戦えるのはその一部に限られます。さらに、体の代謝機能によって感染部位から速やかに排出されてしまいます。
これらの薬剤には、肝障害、手足のしびれや痛み、関節痛など、かなりの毒性もあります。これは、薬剤が体内の感染部位だけを標的とするわけではないためです。
場合によっては、これらの薬剤は筋肉注射としてのみ提供されており、これは痛みを伴う処置であるうえ、毎日の通院または長期の入院が必要です。
こうした状況は、治療の遵守率の低さにつながり、結核患者の間で治療を中断する例が増えています。その結果、薬剤耐性結核菌株の発生と拡大にもつながっています。これらの菌株はさらに治療が困難で、治療期間は最長2年に及びます。
しかし、結核治療の希望となる可能性があるのが、ナノ医薬品です。すでに動物を用いた試験が行われています。また、私たちは、ナノ医療と結核の接点に関する研究を、ウェスタンケープ大学で世界中の多くの研究者と共に進めている二人にすぎません。研究を行っています。
ナノ医療の仕組み
ナノ医療とは、ナノテクノロジーを用いて疾患の診断または治療を行うことです。簡単に言えば、ナノテクノロジーとは、ナノメートルサイズの範囲にある構造物を作り出すことです。1ナノメートルは、人の髪の毛の一本を1万等分したときの直径に相当します。ヒトのDNAの直径は約2.5ナノメートルです。科学の進歩により、研究者はこれらの微細な構造物を設計し、結核治療薬を搭載して、人体内の感染部位まで届けられるようになりました。
ナノ粒子には、タンパク質、DNA、さらには植物由来の抽出物など、さまざまな種類の薬剤を搭載できます。単一のナノ粒子に複数の薬剤を搭載することも、それぞれが一種類の薬剤を含むナノ粒子の混合物を投与することも可能です。ナノ医薬品は、経口摂取、吸入、注射、または皮膚を介して人体に投与することができます。
ナノ医薬品は、すでに患者のがんの治療に使用されています。例としては、Doxil®やAbraxane®が挙げられます。また、別のナノ医薬品であるDiprivan®は麻酔薬として使用されています。
研究者は、ナノ医薬品が結核患者に大きな助けとなる可能性があると考えています。服用する薬の量を減らし、服用期間を短縮でき、副作用も少なくなると期待されます。さらに、薬剤の費用も安くなることが期待されます。すでに動物実験 が進行中で、これらの仮説の検証が行われています。
私たちが現在進めている研究は、マクロファージとして知られる免疫系の標的細胞にナノ粒子を応用することに焦点を当てています。マクロファージは、結核を引き起こす細菌の主要な温床です。結核菌。
結核菌は、マクロファージ内で増殖し、体の免疫系による排除を逃れることができます。ナノ粒子を用いて免疫調節シグナルをマクロファージに送達することで、これらの温床となる部位を、結核菌にとって敵対的な環境へと変えることができます。
この免疫療法は大きな可能性を秘めています。体自身の免疫系を利用して細菌を死滅させるため、薬剤耐性結核菌株の発生を防ぐことができるかもしれません。
結核を標的とする
ナノ粒子が結核治療に大きな期待を寄せられている理由は、精密に標的化できることにあります。ナノ粒子は、感染部位に到達する前の薬剤の分解を防ぐことで、感染部位でより多くの薬剤を利用可能にできるからです。さらに、ナノ粒子は感染部位により多く取り込まれます。
ナノ粒子は、感染部位のみに局在させることもできます。これは二つの方法で実現できます。第一に、研究者はナノ粒子の表面に化学物質を結合させることができます。これらは「ホーミングデバイス」として機能し、ナノ粒子を目的の部位へと導きます。第二に、ナノ医薬品は吸入により投与することができ、結核感染の中心である肺に局在させることができます。
その結果、結核治療薬は必要な部位でのみ作用することになります。必要な薬の量は減り、毒性による副作用も軽減されるでしょう。
さらに、ナノ粒子は薬剤の放出速度を制御し、感染部位における薬剤の作用持続時間を延ばすことができます。これは、長期間にわたり毎日多数の薬を服用しなければならない結核患者にとって重要な意味を持ちます。このような状況では、より多くの患者が治療を完了する可能性が高く、薬剤耐性の発生も減少すると考えられます。
これらの結核専用のナノ医薬品が今後数年以内にヒトでの臨床試験に進み、安全性と有効性が証明され、この深刻な病気への対策という重要な役割を果たし始めることが期待されています。
