免疫系をリプログラミングして病気を治癒:がんワクチン研究の新たな成果

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がんをはじめとする難病を治癒するための、新しい研究成果が発表された。体内で三次元構造を形成して免疫系の細胞を引き寄せ、再プログラム化を行って、腫瘍と闘うようにつくり変えて再び放出する生体材料だ。

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がんの免疫療法は、現代科学の最も重要な進歩の1つだ(昨年、『サイエンス』誌もそう表明した)。いわゆるがんワクチンの基礎になっている考えは、基本的には非常にシンプルだ。よく知られたワクチンと同じように、腫瘍を攻撃して排除するように患者の免疫系を活性化させるというものだ。

ただし、この直観を患者に対して安全かつ効果的な治療法として提供するのは、当然のことながら、非常に困難だ。この目的を達成するために、現在さまざまな方法が研究されている。

そのなかで最もイノヴェイティヴなものの1つが、ハーヴァード大学の研究者たちによって最近『Nature Biotechnology』で発表された。彼らが発表したのは、プログラム可能な生体材料によって構成される3Dワクチンだ。体内に注入されたこのワクチンは、自律的に三次元構造を形成して、その中に免疫系の細胞を引き寄せて腫瘍を打ち負かすように再プログラムし放出し、免疫反応が起きるようになる。


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image by Wyss Institute at Harvard University

新技術の中心となる要素は、スティックに似たシリコンの、生分解性のナノスコピック(微視的)な構造で、「Mesoporous Silica Rods」(MSRs)と呼ばれる。ナノレヴェルの孔(あな)をもっていて、その中に有機分子や薬剤を詰め込むことができる。体内に注入されると、MSRsは三次元の骨格を形成し、その過程のなかで、ナノ孔に含まれる分子が放出される。

その分子として適切な物質(なかでも免疫系の伝達信号として機能する分子、サイトカイン)を用いると、3Dの骨格の中に体内の樹状細胞(わたしたちの免疫系を構成する中心要素の1つ)を引き寄せて腫瘍細胞を認識して攻撃するように再プログラムして、さらにそれらを放出して体内で免疫反応を起こすことができる。

いまのところ、ハーヴァード大学の研究者たちはマウスで3Dワクチンを実験して、一度の注入で体内の数百万の樹状細胞を引き寄せて、それからそれらをリンパ節へと向かわせられることを証明している。リンパ節は免疫系の中心として、非常に強力な免疫反応が動き出す場所だ。

現在、研究者たちは、ワクチンの安全性と効果についてより多くのデータを集めて、できるだけ早く人間に対して新技術の実験を行うことを考えている。しかし、将来、この技術の利用は、がんとの戦いだけに限定されないだろう。エイズやエボラ熱のような恐ろしい病気を打ち負かす強力な武器に変身することができるかもしれない。

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「現在、わたしたちは抗がんワクチンの開発に集中しています。しかし将来は、MSRsによって放出されるサイトカインの別の種類を利用するだけで、どのような種類の樹状細胞や、免疫系のその他の細胞が3D構造の中に引き寄せられるかを選ぶことができるようになるでしょう」と、研究の著者の1人、アイリーン・リーは説明する。

「MSRsの性質とナノ孔の大きさを修整することで、さまざまな種類のタンパク質や薬剤の導入や放出を制御して、あらゆる種類の病気を打ち負かすように、免疫系を誘導することができます」。

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