科学者が海で新薬を探している理由
医学研究者が人間の健康を改善するための努力を続けるにつれて、地球の海には新しい病気と戦う化学が潜んでいる可能性があると信じているため、海に注意を向けている人もいます。
海は地球の3分の2以上を覆っています。格言が進むにつれて、私たちは海の底についてよりも月の表面についてより多くを知っています。
暗くて爆発的な怒りから穏やかで透き通った穏やかな海へと移行する海の能力は、私たちが最初にビーチを訪れて以来、人類を恐怖に陥れ、魅了してきました。
地球の海の広大で未開発の性質を考えると、新しく革新的な治療法を探すために海の深さを深く掘り下げることは理にかなっています。
海洋動物、植物、および微生物は、自分自身を守り、コミュニケーションを支援するために、化学物質の独自のポートフォリオを進化させてきました。科学者たちは、これらの新しい化合物についてもっと知りたがっています。
なぜ海を見るのですか？
海での生活が明確な分子の選択を発達させた理由はいくつかあります。たとえば、床に固定されていて、スポンジやサンゴなどの鎧のメッキがない動物は、自分自身を守るための他の方法を見つける必要があります。多くの場合、化学物質が彼らの選択の武器です。
さらに、海洋生物は比較的原始的な免疫システムを持っている傾向があり、サンゴ礁などの過密な生息地に住んでいるものもあります。そこでは、自分自身を守ることがフルタイムの仕事です。
同時に、海洋の生物はいくつかの生物を引き付け、他の生物を撃退する必要があります。また、卵子と精子の環境への放出を同期させることにより、生殖を調整する必要があります。これらすべてのものは、活性な生体分子を必要とします。
海に生息する動植物は、バクテリアや菌類などの生物の風呂に座って泳ぎ、食事や家に変えようとしています。
この脅威の多様性により、進化はますます複雑な化学物質の戦いを開始することを余儀なくされています。得られた化合物のいくつかは、私たち自身の病気との戦いに役立つかもしれません。
「[…]海の普遍的な共食いを考えてみてください。世界が始まって以来、永遠の戦争を続けながら、すべての生き物が互いに捕食し合っています。」
ハーマン・メルヴィル、白鯨
古代の海
医学研究者の海への興味は目新しいものではありません。人間が海からの薬を使用しているという最初の証拠は、西暦前2953年に中国から来ています。皇帝伏羲の治世中、魚由来の薬から得られた利益に税金がかかりました。
数千年前の1950年代に、ヴェルナーベルクマンと呼ばれる有機化学者が、カリブ海の海綿動物種からいくつかのヌクレオシドを分離しました。 Cryptotethya crypta.
これらの化学物質は新世代の薬の作成に影響を与え、科学者はこれらのヌクレオシドからAra-AとAra-Cと呼ばれる2つの薬を導き出しました。医師は、Ara-Aを使用してヘルペス感染症を治療し、Ara-Cを使用して急性骨髄性白血病と非ホジキンリンパ腫を治療します。
近年、海からの医薬品の調達は、関心の復活を経験しています。以下に、最近の例をいくつか示します。
海のカタツムリ毒素
イモガイmagus は毒のある海のカタツムリであり、その小さなサイズと装飾的な殻は、その致命的な神経毒のスイートを信じています。
この無脊椎動物の化学兵器のブランドはコノトキシンです。これは非常に多様な毒のファミリーであり、カタツムリは魚を殺すためにそれらを使用しますが、人間を殺すことができる以上のものです。
アンボイナガイを含む、他の何百ものイモガイの種があります。人々はこの軟体動物をタバコのカタツムリと呼ぶことがあります。なぜなら、毒殺後、死ぬ前にタバコを吸うのに十分な時間しかないからです。
ジコノチドはコノトキシンの合成バージョンであり、鎮痛剤として機能し、モルヒネよりも1,000倍強力です。人々は、癌、ステージ3のHIV、および特定の神経障害などの状態に起因する慢性的な痛みを治療するためにそれを服用する場合があります。
重要なことに、ある著者が書いているように、「ジコノチドの長期投与は中毒や寛容の発症につながりません」。
ただし、ジコノチドは、医療専門家が髄液に直接（髄腔内で）送達する場合にのみ機能するため、他の治療法が失敗したか実行不可能な場合にのみ使用します。
波の下からのがん治療
何年にもわたる研究にもかかわらず、癌は依然としてひび割れが難しいことを証明しています。治療法は大幅に改善されましたが、科学者たちは戦いに役立つ可能性のある新しい生物活性化学物質を手に入れたいと考えています。一部の癌研究者は、つま先を海に浸している。
ごく最近、研究者のグループが、ヤツメウナギから抽出した分子を調査しました。これは、古代の血統を持つ無顎の寄生魚です。特に、彼らはいわゆる可変リンパ球受容体（VLR）に興味を持っていました。
VLRは、細胞間を走る分子のネットワークである細胞外マトリックス（ECM）を標的とします。 ECMは体内でさまざまな役割を果たします。たとえば、組織の構造的サポートを提供し、細胞と組織の結合を助け、細胞間コミュニケーションを支援します。
VLRはECMを標的としているため、研究者は、通常は侵入できない血液脳関門を通過して脳に直接化学物質を輸送できるドラッグラバとして機能できると考えています。
彼らは、VLRが血液脳関門（ほとんどの薬への障害）を回避できれば、脳腫瘍や脳卒中などの特定の状態をより効果的に治療できる可能性があると理論付けています。マウスモデルでの彼らの予備作業は、有望な結果を生み出しました。
スポンジの素晴らしさ
スポンジは、抗がん剤の研究者にとって特に興味深いものです。実際、このトピックに関するレビューの著者は、彼らを「麻薬の宝庫」とさえ呼んでいます。彼らは書きます：
「毎年、約5,300種類の天然物と新しい化合物が海綿から分離されています。 […]このような化合物は、抗菌、抗ウイルス、抗真菌、抗マラリア、抗腫瘍、免疫抑制、および心臓血管の活性を持っていることが証明されました。」
スポンジ クロイソカイメン 研究者が複製してエリブリンと改名した注目の化学物質を1つ製造する責任があります。
転移した乳がんの女性を対象とした2010年の研究では、この化合物は参加者の寿命を延ばしました。当時、著者のクリストファー・トゥエルブス教授は、「これらの結果により、後期転移性乳がんの女性に対する新しい効果的な治療法としてエリブリンが確立される可能性がある」と述べています。
海洋細菌
他の科学者は、セリニキノンと呼ばれる化合物を セリニコッカス、海洋細菌の珍しい属。科学者たちは、この化学物質が実験室でメラノーマ癌細胞を選択的に破壊できることを示しました。
セリニキノンは、人間が使用できるようになるまでには長い道のりがありますが、2019年2月の調査では、一歩近づいています。科学者たちは、その癌と戦う力を提供する分子のセクションを特定しました。
より多くの化学工学と広範な臨床試験が必要になるでしょうが、著者は「これらの研究は、薬物のような特性を持つ黒色腫特異的セリニキノン誘導体を設計することが可能であることを示唆しています」と信じています。
すでに臨床試験のガントレットを実行し、それを一般的な使用法にした1つの薬は、ブランド名Yondelisで知られているトラベクテジンです。メーカーは、この薬を Ecteinascidia、一般にホヤと呼ばれ、嚢のような海洋無脊椎動物です。
研究者は1960年代後半にホヤ抽出物の抗癌特性を最初に特定し、徹底的な調査の結果、研究者はそれを合成して大量に生産する方法を発見しました。
Yondelisはこの研究の成果であり、現在、ロシア、ヨーロッパ、韓国で軟部肉腫の治療が承認されています。科学者たちはまた、前立腺癌や乳癌を含む他の癌に対して使用するためにそれを試しています。
抗生物質耐性
抗生物質耐性の脅威が医学研究者の心の最前線を離れることはめったにありません。ますます多くの病原体が現代の抗生物質に対して不浸透性になりつつあります。この感受性の欠如は、それらを治療することをはるかに困難にし、したがって、著しくより危険にします。
米国疾病予防管理センター（CDC）によると、抗生物質耐性は「私たちの時代の最大の公衆衛生上の課題の1つ」です。
効果のない抗生物質が残した増大するギャップを埋めることができる新規化合物の探索が進んでいます。
この使命を果たしている何人かの人々は海に目を向け、あるグループは魚の粘液、つまりいくつかの種を覆うグルーピーなコーティングに焦点を合わせています。
この粘液は海洋環境の病原菌を破壊するために一生懸命働くので、一部の科学者はそれが陸生病原菌と戦うのにも役立つのではないかと考えています。
フラートンのカリフォルニア州立大学とコーバリスのオレゴン州立大学の研究者は、粘液から47の異なる菌株を分離することに成功しました。彼らはこれらのバクテリアを成長させ、化学抽出物に還元しました。
次に、彼らはこの抽出物を他の病原体に対してテストし、5つの細菌株がメチシリン耐性に対して非常に効果的であることを発見しました 黄色ブドウ球菌 （MRSA）、3つはに対して効果的でしたが カンジダアルビカンス.
彼らは、米国化学会の2019年春の全国会議と博覧会で予備調査結果を発表しました。
で取り上げられた別の研究 微生物学のフロンティア、 調べた Laminaria ochroleuca、たまたま放線菌の豊富な供給源である海藻の一種。
放線菌は医学研究者にとって特に興味深いものです。研究の著者が説明しているように、「放線菌[天然物]から報告された生物活性には、抗菌、抗真菌、抗腫瘍、抗癌、抗炎症、抗ウイルス、細胞毒性、および免疫抑制活性が含まれます。」
放線菌抽出物のいくつかはに対して効果的でした カンジダ・アルビカンス そして 黄色ブドウ球菌。 興味深いことに、上級著者のマリア・デ・ファティマ・カルヴァリョ博士によると、「抽出物のうち7つは、乳がん、特に神経細胞のがんの増殖を抑制しましたが、非がん細胞には影響を与えませんでした」。
抗真菌剤耐性
抗生物質耐性の問題と並んで、抗真菌耐性の平行した問題があります：真菌を殺す薬も歯を失っています。海綿が助けになるかもしれないと期待する人もいます。
たとえば、研究によると、 ジャスピス スポンジの種はに対して効果的でした カンジダ・アルビカンス マウスモデルで。
同様に、ある研究では、ユーリステロールAとB、属のスポンジからの2つの化学物質が見つかりました Euryspongia、 「アムホテリシンB耐性および野生型株に対して抗真菌活性を示した[カンジダ・アルビカンス]。」彼らはまた、実験室でヒト結腸癌細胞を殺した。
科学者たちは毎年、海洋で約1,000の新しい化合物を発見しています。ある著者が説明しているように、それらは「構造的な新規性、複雑さ、多様性を特徴とすることがよくあります」。
しかし、病気の治療に役割を果たす海洋由来の化合物はまだほとんどありません。なぜこれらの新しい化学物質をもっと使わないのですか？
化学とクリニックのギャップ
まず、他の実験薬と同様に、実験室の培養皿と患者の間には大きな飛躍があります。生き物では、薬は科学者が期待するように常に反応するとは限りません。
第二に、多くの薬には毒性のある副作用があり、使用できなくなります。薬理学者や化学者は分子を微調整したり、同様の化学物質を設計したりできるため、これらの問題はどちらも行き止まりではありませんが、これはすべて時間がかかります。
もう1つの重要な問題は、十分な量の海洋由来の化学物質を生成することです。種の多くは、飼育下で生き残ることができないか、非常に特殊で維持が難しい環境を必要とします。繰り返しますが、これは、科学者が目的の分子を複製する方法を見つける必要があることを意味します。これは長くて複雑な道です。
これらの問題について話しているレビューの著者は、「有機合成と医薬品化学の力が発揮されなければならないだろう」と書いています。これらは技術的で高価なフープです。
結論として、惑星の海には大きな期待があるように見えますが、潜在的な道の多くは長く曲がりくねっていて、すぐに勝つことはできません。
人間が海洋生態系への圧力を強めるにつれて、私たちの海洋の健康に対する懸念は熱狂に達しつつあります。科学者がそれらを収穫する機会を得る前に、将来の潜在的な薬が消えている可能性があります。
