エボラ出血熱に対するスペインの「ナノケージ」

私たちの組織がマドリードの中心部にあるアパートだと想像してください。エボラウイルスは攻撃するために、泥棒のように行動し、家の鍵を強制的に開けようとします。中に入ると、取りたい戦利品が見つかるまでさまざまな部屋を探索します。

私たちの体内でも、エボラウイルスの作用機序は同様に機能します。選択しなければならないロックは、実際には DC-SIGN 受容体と呼ばれ、樹状細胞として知られる一種の免疫系細胞にあります。この携帯電話のドアのロックをなんとか開けることで、あたかも盗難であるかのように感染プロセスが始まります。

エボラウイルスをブロックする

感染を阻止するために、マドリードのコンプルテンセ大学*の科学者たちは、ウイルスが使用する「ロック」をブロックすることでウイルスの侵入を阻止できる「ナノケージ」を設計しました。下の画像にあるような「スーパーボール」のような外観を持つ 13 個の巨大フラーレンのシステムの開発が、in vitro でテストされました。 Nature Chemistry*誌に掲載されたこの研究結果は、細胞培養におけるその有効性を実証しました。フラーレンはサッカーボールに似たナノ構造です

「フラーレンはサッカー ボールに似ており、頂点に 60 個の炭素原子を持つ 12 個の五角形と 20 個の六角形があります」と Nazario Martín 氏はHipertextualに説明します。 UCMの有機化学教授は、30年前の発見が1996年のノーベル化学賞につながったこれらのナノ構造の重要性を強調している。

コンプルテンセ大学が調整した欧州プロジェクトの目的は、多くのウイルスが持つ風船状の構造を模倣することであった。設計された「超分子」は外側が120個の糖で装飾されているため、ウイルスが付着する「ロック」に結合し、認識と固定をブロックすることができます。このようにして、フラーレンは DC-SIGN 受容体をめぐってウイルス粒子と競合します。ウイルスが細胞の「錠前」に結合するのを防ぐことで、「泥棒」の侵入やエボラ出血熱の体内での蔓延を防ぐことができます。 「ウイルスが細胞内に留まるのを阻止できれば、体内でのエボラ出血熱の発症を阻止できるでしょう。」

「ウイルスが細胞内に留まるのを防げれば、エボラ出血熱の初期発症も阻止できるでしょう」とマルティン氏は言う。ウイルスの人工モデルを使用して行われた最初の研究では、フラーレンが細胞受容体への結合をブロックできることが示されました。 IMDEA-Nanoscience の副所長も指摘しているように、「炭素構造であるため、金属ナノ粒子などの他のシステムよりも生体適合性が優れています。」

これは、実験室で作成された最大のフラーレンシステムでもあり、ナノモル以下の濃度でエボラ出血熱感染を阻害することができます。 「私たちは量的および質的飛躍に直面している」とマルティン氏はコメントし、この「超分子」がHIVウイルスなどの他の重要な病原体との戦いに役立つ可能性があることも強調している。フラーレンシステムが自由に改変できることを考えると、これと同じ戦略が将来の標的薬物の開発に役立つだろう。

フラーレンの「超分子」は、生物医学におけるナノテクノロジーの応用例の 1 つです。良好な結果にもかかわらず、これは「予備研究」であるとナザリオ・マルティン氏は説明します。インビトロ研究の後、科学者は動物モデルでフラーレンシステムをテストし、天然のエボラウイルスを使用してその有効性と安全性を分析します。 「これはドイツのP4バイオセーフティ研究所で行われるべきだ」とこの論文の最初の署名者は述べ、有機化学、ナノテクノロジー、ウイルス学を専門とするチーム間の学際的な協力を強調している。コンプルテンセ大学とIMDEA-Nanocienciaの研究者に加えて、マドリードの10月12日病院、CSIC-セビリア大学化学研究所、CNRS-ストラスブール大学（フランス）、およびナミュール（ベルギー）。

マドリッド自治大学分子生物学部の科学者ホセ・アントニオ・ロペス・ゲレーロ氏は、 『Nature Chemistry』誌の論文についてコメントし、 「ウイルスの侵入を阻害する能力を持つポリマーの合成は十分に確立されている」と指摘した。このウイルス学の専門家は、この研究が「エボラウイルスの受容体の可能性のあるものへの結合をブロックする能力を備えた安定した球状化合物」の設計を示していると強調した。結論は肯定的だが、ロペスゲレーロ氏は「エボラ出血熱に対する治療薬について考える段階には程遠い」というマルティン氏の意見に同意している。

今後、培養細胞や動物モデルでの検査で陽性反応が出れば、フラーレン「超分子」は人間で研究されることになる。私たちはまだこのシナリオに近づいていませんが、実際のところ、カーボン「ナノケージ」は医療分野における**ナノテクノロジー**の応用例のもう1つです。マルティン氏は、「ナノの世界は、その規模で新たな特性が観察されるため、多くの可能性を提供するだろう」と主張し、それはがんやエボラ出血熱などの感染症との闘いに利用できると主張する。