抗生物質は多くの種類の細菌性疾患に対する信頼できる武器ですが、薬物に対する耐性の増大は大きな問題です。 「病原体は新しい抗生物質を導入するよりも早く耐性を獲得しており、これが人間の健康危機を引き起こしています」とノースイースタン大学の生化学者キム・ルイスは言います。
ルイスは、土壌微生物の力を引き出す新しい方法から生まれた有望な抗生物質を最近発表したチームの一員です。 動物実験では、テイクソバクチンは、さまざまな病気を引き起こす細菌を殺すのに効果的であることが証明されました。 薬剤耐性を持つ変異細菌を作成するための科学者の最善の努力は失敗しました。つまり、病原体が自然に耐性を進化させる前に、テイクソバクチンが何十年も効果的に機能できることを意味します。
20世紀の「抗生物質時代」は、病気を引き起こす細菌に対して広く成功した標的を絞った取り組みを導入しました。 ペニシリンやストレプトマイシンのような薬は一般名になり、何百万人もの人々がそれらの恩恵を受けました。
しかし、広範な使用と、患者が薬を適切に服用しないなどの誤用は、細菌が抗生物質に対する耐性を発達させるために時間をかけて働き始めたことを意味します。 現在、いくつかの結核菌株を含むいくつかの病原体は、利用可能なすべての抗生物質に耐性があります。 耐性は急速に進化する可能性があるため、医薬品開発の高コストは長期的な価値があるとは見なされず、市場に出回っている新しい抗生物質の数は少なくなっています。
問題の一部は、研究室で最も有望な候補者を育てるのに苦労しています。 土壌細菌および真菌からの天然の微生物物質は、過去1世紀の間、ほとんどの抗生物質の開発の根底にありました。 しかし、これらの生物の約1パーセントしか実験室で育てられません。 残りは、驚異的な数で、これまで培養されておらず、医学への使用は限られていました。
ルイスと彼のチームは別のアプローチを決定しました。 「環境内に存在する数百万の生物のそれぞれの理想的な状態を把握しようとする代わりに、研究室で成長できるようにするために、単純に既に環境が整っている自然環境で成長させています。成長の必要性」と彼は言います。
これを行うために、チームは、栄養素などの分子は拡散するが細胞は通過させない孔のある2つの膜の間に土壌サンプルを挟むガジェットを設計しました。 「バクテリアが自然環境にいると思わせるためにそれを使用するだけです」とルイスは言います。
チームは、培養されていない土壌細菌の10, 000株を分離し、それらから抽出された抽出物を調製して、厄介な病原菌に対してテストすることができました。 テイクソバクチンは、最も有望な薬剤として浮上しました。 上気道感染症（ 黄色ブドウ球菌または肺炎連鎖球菌を含む）を引き起こす細菌に感染したマウスは、テイクソバクチンで治療され、薬物は顕著な毒性作用なしに感染をノックアウトしました。
テイクソバクチンは、病気を標的とする方法のために効果的である可能性があります。薬物は、細胞が有機的に作り出す脂質分子を攻撃することにより、細菌の細胞壁を破壊します。 他の多くの抗生物質は細菌のタンパク質を標的とし、それらのタンパク質をコードする遺伝子は変異して異なる構造を生成します。 つまり、薬の攻撃は必ずしも効果的ではないため、一部の丈夫な細菌が生き残り、最終的に耐性株の構築に役立つ可能性があります。
脂質細胞壁前駆体も標的とする既存の抗生物質であるバンコマイシンは、細菌が耐性を発現するまで約40年間効果的に作用しました。 新しい化合物は、バンコマイシンよりも耐性からかなり良好に保護されているため、非常に長い有効性を持つ可能性がある、とチームは本日Nature誌で報告しています。
今日、テイクソバクチンは感染症のマウスを治すことができますが、これは良いスタートであり、この薬は人間の治療の承認につながる可能性のある臨床試験の開始からおそらく2年先です。 そして、有望かもしれないが、テイクソバクチンは氷山の一角にすぎないとルイスは言う。 培養されていない数百万の土壌細菌種の中に何が見つかるのか、誰が知っていますか？
「それは新しい抗生物質化合物の途方もない源です」とルイスは言います。 「そこに存在し、あらゆる種類のことができるあらゆる種類の化合物を想像できます。 抗生物質とは別に、土壌微生物から得られる化合物は、抗がん剤、免疫抑制剤、抗炎症剤の開発にも使用されています。 本当に、これらの細菌は抗生物質を作るのに非常に優れていますが、彼らが作ることができる他の多くの治療薬も間違いなくあります。」
