パンデミックの間、医師は患者が新型コロナウイルス感染症と闘うのを助けるために、輸血されたモノクローナル抗体（研究室で生成された抗体）を使用しています。現在、カリフォルニア大学デービス校の研究者らは、慢性疼痛との闘いに役立つモノクローナル抗体の作成を試みている。目標は、オピオイドに代わる、依存性のない毎月の鎮痛剤を開発することです。
このプロジェクトは、カリフォルニア大学デービス校医学部の膜生理学および生物学科の教授であるウラジミール・ヤロフ・ヤロヴォイ教授とジェームス・トリマー教授によって主導されています。彼らは、タランチュラの毒を鎮痛剤に変えようとしている同じ研究者を多く含む学際的なチームを結成した。
今年初め、ヤロフ・ヤロヴォイ氏とトリマー氏は国立衛生研究所のHEALプログラムから150万ドルの助成金を受け取った。このプログラムは、国のオピオイド危機を封じ込めるための科学的解決策を加速する積極的な試みである。
慢性的な痛みのために、人々はオピオイド中毒になる可能性があります。アメリカ疾病予防管理センターの国立保健統計センターは、2021年の米国における薬物過剰摂取による死亡者数は10万7,622人になると推定しており、これは2020年の推定死亡者数9万3,655人よりも15％近く増加するだろう。
「構造生物学と計算生物学における最近の進歩、つまり生物学的システムを理解してモデル化するためのコンピューターの使用は、慢性疼痛を治療するための優れた薬剤候補として抗体を作成するための新しい方法の応用の基礎を築きました」とヤロフ氏は述べた。彩賞の主役、ヤロヴォイ。
「モノクローナル抗体は製薬業界で最も急速に成長している分野であり、古典的な小分子薬に比べて多くの利点があります」とトリマー氏は述べた。低分子薬は細胞に浸透しやすい薬です。それらは医学で広く使用されています。
長年にわたって、トリマーの研究室はさまざまな目的のために何千もの異なるモノクローナル抗体を作成してきましたが、痛みを軽減するように設計された抗体を作成するのはこれが初めての試みです。
未来的に見えますが、米国食品医薬品局は片頭痛の治療と予防のためのモノクローナル抗体を承認しました。新薬は、カルシトニン遺伝子関連ペプチドと呼ばれる片頭痛に関連するタンパク質に作用する。
カリフォルニア大学デービス校のプロジェクトには、電位依存性ナトリウム チャネルと呼ばれる神経細胞内の特定のイオン チャネルという別の目標があります。これらのチャネルは、神経細胞の「孔」のようなものです。
「神経細胞は体内で痛みの信号を伝達する役割を担っています。神経細胞の電位依存性ナトリウムイオンチャネルは、痛みの重要な伝達物質です」とヤロフ・ヤロヴォイ氏は説明する。 「私たちの目標は、分子レベルでこれらの特定の伝達部位に結合し、その活性を阻害し、痛みの信号の伝達をブロックする抗体を作成することです。」
研究者らは、痛みに関連する 3 つの特定のナトリウム チャネル、NaV1.7、NaV1.8、および NaV1.9 に焦点を当てました。
彼らの目標は、錠を開ける鍵のように、これらのチャネルに適合する抗体を作成することです。この標的を絞ったアプローチは、神経細胞を介して伝達される他の信号を妨げることなく、チャネルを介した痛みの信号の伝達をブロックするように設計されています。
問題は、彼らがブロックしようとしている 3 つのチャネルの構造が非常に複雑であることです。
この問題を解決するために、彼らは Rosetta プログラムと AlphaFold プログラムに注目しました。 Rosetta を使用して、研究者は複雑な仮想タンパク質モデルを開発し、どのモデルが NaV1.7、NaV1.8、および NaV1.9 神経チャネルに最適であるかを分析しています。 AlphaFold を使用すると、研究者は Rosetta によって開発されたタンパク質を独立してテストできます。
彼らはいくつかの有望なタンパク質を特定すると、研究室で作成された神経組織でテストできる抗体を作成しました。人体での治験には何年もかかります。
しかし研究者たちは、この新しいアプローチの可能性に興奮しています。痛みを軽減するには、イブプロフェンやアセトアミノフェンなどの非ステロイド性抗炎症薬（NSAID）を 1 日に数回服用する必要があります。オピオイド鎮痛剤は通常毎日服用するため、依存症のリスクが伴います。
ただし、モノクローナル抗体は、最終的に体内で分解されるまでに 1 か月以上血液中を循環することがあります。研究者らは、患者が月に1回鎮痛性モノクローナル抗体を自己投与することを期待した。
「慢性的な痛みを抱える患者にとって、これはまさに必要なものです」とヤロフ・ヤロヴォイ氏は語った。 「彼らは数日ではなく、数週間、あるいは数か月にわたって痛みを経験します。循環する抗体によって数週間持続する鎮痛効果が得られると期待されています。」
他のチームメンバーには、EPFLのブルーノ・コレイア、エール大学のスティーブン・ワックスマン、EicOsisのウィリアム・シュミットとハイク・ウルフ、ブルース・ハンモック、テアン・グリフィス、カレン・ワグナー、ジョン・T・サック、デビッド・J・コペンヘイバー、スコット・フィッシュマン、ダニエル・J・タンクレディ、ハイ・グエン、カリフォルニア大学デービス校のフオン・トラン・グエン氏、ディエゴ・ロペス・マテオス氏、ロバート・スチュワート氏。
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投稿日時: 2022 年 9 月 29 日