特定の免疫細胞を標的とするナノ粒子療法は敗血症に有望と思われる

2023 年 6 月 9 日

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アイントホーフェン工科大学による

免疫系の過剰反応を抑制し、同時に免疫系を強化するデザイナータンパク質からなるナノ粒子。 本発明は、免疫系が重度に調節不全になっている状態である敗血症の治療の可能性を提供する。

ラドバウド大学医療センター (Radboudumc) の免疫学者とアイントホーフェン工科大学 (TU/e) の生物工学者が協力して、革新的な新しいナノ医療の開発と試験を行っています。 彼らの研究結果は、Nature Biomedical Engineering 誌に掲載されたばかりです。

敗血症は、細菌、真菌、またはウイルスによる感染によって免疫システムが調節不全になり、生命を脅かす状態です。 この調節不全は、過剰炎症として知られる過度の免疫反応を引き起こす可能性があります。 その結果、組織が損傷し、臓器が機能しなくなります。

同時に、免疫システムも疲弊する可能性があります。 麻痺してしまうほどです。 これは免疫麻痺と呼ばれ、その結果、体は新たな感染症に対する抵抗力を失います。

長年にわたり、世界中の科学者が敗血症に対する効果的な治療法を模索してきました。 このような治療法の背後にある薬剤は、免疫系の過剰反応と麻痺の両方を同時に抑制する必要があります。 しかし、重大なリスクは、その過剰反応に対する薬剤が実際に麻痺を引き起こす可能性があることです。

ラドボウダムクセンターの免疫学者らは、免疫細胞が入ったシャーレで、サイトカインであるインターロイキン-4が炎症を阻害する一方、訓練された免疫を予期せず誘導することを発見した。 この逆説的な特徴は敗血症の治療に利用できる可能性がありますが、それにはインターロイキン 4 が人体の免疫細胞を標的とする必要があります。 技術面では、TU/e の研究者は、たとえば癌と戦うための革新的なナノテクノロジーに基づくアプローチの開発において豊富な経験を持っています。

TU/e バイオエンジニアは、それぞれの研究を念頭に置いて、インターロイキン 4 と脂質分子で自然にナノ粒子を形成するタンパク質との融合タンパク質を開発することにより、ナノテクノロジーに基づく新しいアプローチを設計しました。

研究者らは、免疫細胞と非常に特異的に相互作用する天然タンパク質から構築された小さな脂肪粒子で構成される新しいタイプのナノ医療を開発した。 この場合、生物工学者らは、インターロイキン 4 と脂肪粒子に統合される別の体タンパク質との新しい融合タンパク質を開発しました。 その結果、インターロイキン 4 が免疫細胞に特異的に送達され、急性炎症反応を抑制すると同時に免疫系を強化します。 したがって、免疫システムのバランスが保たれます。

ラドブードゥムク大学実験内科学教授のミハイ・ネテア氏は、「タンパク質インターロイキン-4が免疫系の過剰反応に対抗することはわかっている。試験管内でこのタンパク質が特定の免疫細胞の訓練された免疫を引き起こす可能性があることに驚いた」と述べた。

訓練された免疫は、学習能力を備え、免疫システムを強化する自然免疫システムの一部です。 ヒトにおいてそれを達成するために、TU/e はインターロイキン 4 に基づいた新しいナノ医薬品を開発しました。 そしてそれはうまくいったことが、結果が示しています。 敗血症患者と実験動物の両方の血液サンプルにおいて、ナノ粒子は免疫システムを正常な状態に戻しました。

このナノテクノロジーの使用に関する革新的な点は、研究者らがインターロイキン 4 を特定の免疫細胞に誘導することに成功したことです。 Radboudumc と TU/e の精密医学教授である Willem Mulder 氏は、「私たちはしばらくの間、体のタンパク質を融合することによって新しいタンパク質を開発してきました。インターロイキン 4 についても同じことを行いました。インターロイキン 4 のナノ粒子を作りました。これらのナノ粒子を注射することで、血流に入ることで、インターロイキン 4 が標的細胞に届けられます。」

研究者らは、この治療法がまだ患者で試験されていないことを強調している。 これには追跡調査が必要です。 しかし、この方法は非常に革新的な免疫療法であり、オランダだけで年間約 3,500 人が死亡している敗血症の治療に新たな可能性をもたらします。

新しいテクノロジーを患者に提供するために、モルダー氏とネテア氏は医薬品開発者やバイオテクノロジー投資家と協力して、バイオテクノロジーインキュベーター BioTrip を設立しました。 「私たちは、このエキサイティングなテクノロジーが美しい出版物で終わることを望んでいません。学術界ではよくあることです。BioTrip を通じて、私たちは臨床翻訳への道を手に入れました。うまくいけば、私たちの仕事と共同の努力が、最終的には症状を軽減するのに役立つ治療法につながるでしょう」敗血症における高い死亡率と罹患率です」と共著者でTU/e生物医工学部長のマールテン・メルクス教授は付け加えた。

詳しくは： David P. Schrijver et al、インターロイキン 4 を骨髄細胞に標的化することによる訓練された免疫による敗血症誘発性免疫麻痺の解決、Nature Biomedical Engineering (2023)。 DOI: 10.1038/s41551-023-01050-0

雑誌情報:自然生物医工学

アイントホーフェン工科大学提供