黄色ブドウ球菌の抗生物質耐性と戦う強力な武器

黄色ブドウ球菌は、抗生物質による治療を行ってもしばらく続く深刻な感染症の主な原因ですが、ノースカロライナ大学（UNC）医学部の科学者は、これらの細菌を一般的な抗生物質の影響を受けやすくする方法を発見しました。

Cell Chemical Biology誌で発表された研究において、科学者たちは、ラムノリピドと呼ばれる分子を追加すると、トブラマイシンなどのアミノグリコシド系抗生物質が黄色ブドウ球菌に対して何百倍も強力になることを発見しました。

ラムノリピドは、黄色ブドウ球菌細胞の外膜を効果的にほぐし、アミノグリコシド分子がより簡単に侵入できるようにします。

「標準的な抗生物質に耐性のある細菌を殺す新しい方法が強く求められており、そのために、膜透過性を変化させてアミノグリコシドの取り込みを誘導することが、黄色ブドウ球菌に対して非常に効果的な戦略であることがわかりました。」

と、研究著者であるブライアン・コンロン博士は述べています。

彼はUNC医学部の微生物学および免疫学科の助教授です。

米国疾病対策センターは、2017年に米国で119,000件を超える重篤な血流性ブドウ球菌感染の発生があり、そのうち20,000人以上が死亡したと推定しています。

黄色ブドウ球菌の多くの株に対する標準的な治療では、細菌が特定の抗生物質耐性を遺伝的に獲得したか、または細菌が本質的に脆弱にならないように体内で成長したため細菌を殺しません。

たとえば、黄色ブドウ球菌は、その代謝を調整して、膿瘍の低酸素ゾーンまたは嚢胞性線維症の人の粘液が充満した肺で生き残ることができます。

これらの環境では、細菌の外壁または膜が、トブラマイシンなどのアミノグリコシドに対して比較的、不透過性になります。

コンロン博士の研究室の博士号候補である第一著者のローレン・ラドリンスキー氏らは、2017年の研究でラムノリピドが黄色ブドウ球菌の標準試験株に対するトブラマイシンの効力を大幅に高めることを発見しました。

ラムノリピドは、別の細菌種である緑膿菌によって産生される小分子であり、野生の他の細菌に対しては、緑膿菌の中に自然に存在する武器の1つであると考えられています。

高用量では、敵手となる細菌の細胞膜に穴を開けます。

UNCの研究者は、ラムノリピドがトブラマイシン分子の取り込みを大幅に促進することを発見しました。低用量であると独立した抗菌効果はありません。

新しい研究では、コンロン博士、ラドリンスキー氏、そして研究グループは、通常の臨床診療で特に死滅させるのが困難である黄色ブドウ球菌集団に対してラムノリピドとトブラマイシンの組み合わせをテストしました。

研究者は、ラムノリピドが以下に対するトブラマイシンの効力を高めることを発見しました。

・低酸素下で成長する黄色ブドウ球菌

・MRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）

これは、遺伝的に獲得された治療抵抗性を持つ危険な黄色ブドウ球菌変異体の一種です。

・嚢胞性線維症患者から分離されたトブラマイシン耐性の黄色ブドウ球菌株

・抗生物質に対する感受性が非常に遅いため、通常は抗生物質に対する感受性が低下している黄色ブドウ球菌の持続生残菌

ラドリンスキー氏は次のように述べました。

「通常、これらの黄色ブドウ球菌にほとんど、または全く影響を及ぼさないトブラマイシンの投与量で、ラムノリピドと組み合わせた場合には、それらを急速に死滅させました。」

コンロン博士、ラドリンスキー氏と研究グループは、低用量であってもラムノリピドが黄色ブドウ球菌膜を変化させ、アミノグリコシドに対する透過性を大幅に高めると判断しました。

彼らがテストを行った各抗生物質群は、トブラマイシン、ゲンタマイシン、アミカシン、ネオマイシン、およびカナマイシンなどで、その効力が強化されました。

さらに、実験により、この効力増強戦略は黄色ブドウ球菌だけでなく、クロストリジオイデスディフィシル（C-diff）を含む、他のいくつかの細菌種に対しても有効であることが示されました。クロストリジオイデスディフィシルは、高齢者や入院中の患者の重篤な、しばしば命に係わる下痢性疾患の主な原因です。

ラムノリピドには多くの変種があるため、科学者は現在、他の細菌に対して強力に作用し、人間の細胞にほとんど、または、全く毒性を及ぼさない最適な変種があるかどうかを調査しています。

研究チームはまた、既存の抗生物質の効力を高めるための新しい方法を見つけるために、他の『微生物VS微生物』兵器を研究する予定です。

「抗生物質の効き目に影響を与えている可能性のある、細菌の種間相互作用は膨大にあります。」

とラドリンスキー氏は言います。

「現在の治療法の有効性を改善し、抗生物質耐性の進行を遅らせるという、究極の目標を立ててそれらを見つけることを目指しています。」

【以下のウェブサイトより引用】

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