研究者らは、ヒトの単純ヘルペスウイルスを蔓延させる酵素を効果的に阻害する分子を開発した。彼らは、この発見が単純ヘルペス感染症やその他のウイルス、さらにはこの酵素に依存して広がる癌などの病気に対する新たな治療法につながる可能性があると述べている。
多くの成人が単純ヘルペスウイルス 1 型 (HSV-1) に感染しています。これは生涯続く病気で、通常は迷惑な口唇ヘルペスとして現れますが、まれではありますが、より重篤な脳や目の感染症を引き起こす可能性もあります。これまでの研究では、肝グリカナーゼ (HPSE) が HSV-1、他のウイルス、がんの伝播に関与しているという証拠が示されています。
ヘパリン硫酸は、あらゆる組織の細胞外マトリックス (ECM) およびほぼすべての細胞の表面に存在し、細胞間相互作用を調節し、ECM の健康を維持する役割を果たしています。ヘパリン硫酸を分解または切断することが知られている唯一の酵素は HPSE です。通常、それは制御された方法で分解され、体の他の場所で生物学的プロセスに必要な分子を放出します。しかし、ヘパリン硫酸は、HSV-1 を含む多くのウイルスの細胞への侵入と放出にも役割を果たしており、HPSE の過剰発現や制御されていないヘパリン硫酸切断は、異常な細胞活性化や重度の組織損傷を引き起こす可能性があります。
ウイルスやがんの蔓延を助ける HPSE の役割のため、研究者は HPSE を阻害する方法の開発に取り組んできました。今回、イリノイ大学シカゴ校率いる研究者らは、HSV-1の蔓延を阻害する分子を発見し、ウイルスとがんの効果的な治療法にまた一歩近づいた。
「私たちはこの阻害剤がヘルペスウイルスに対して効果があることを示しましたが、さまざまな病気にも使用できる可能性を秘めています」とこの研究の責任著者であるディーパック・シュクラ氏は述べた。
以前の研究で、研究者らは、感染とウイルスの拡散を最適化するために、HSV-1がヘパリン硫酸合成をどのように調節するかを明らかにした。現在の研究では、彼らはさまざまな糖を設計および合成し、それらの HPSE 活性を阻害する能力を評価しました。糖は炭水化物の構成要素であり、構成されているモノマーの数に応じて分類されます。たとえば、2 つの単糖 (単糖) が結合して二糖を形成しますが、オリゴ糖には 2 ～ 10 の単糖が含まれます。
HSV-1は眼の角膜の感染症である眼ヘルペスやヘルペス性角膜炎を引き起こす可能性があるため、研究者らはウイルスに感染したヒト角膜上皮細胞でさまざまな糖を検査した。 HSV-1による感染前または感染と同時にこれらの化合物を投与すると、六糖類および八糖類での処理後にサンプル中の細胞外ウイルスの量が大幅に減少し、ウイルスの拡散が抑制されることが判明した。
これらの糖で処理した細胞を調べたところ、研究者らは、HSV-1に感染していない細胞と同様に、表面ヘパリン硫酸レベルの大幅な増加を観察した。研究者らはまた、細胞の遊走能力が大幅に強化されていることも発見し、創傷治癒が改善されたことを示しており、これは六糖類と八糖類の抗ウイルス活性によるものだと研究者らは考えている。
この発見に基づいて、研究者らは、これらの糖化合物には、細胞へのウイルスの侵入を阻止し、ウイルスの放出を阻止するという二重の作用機序があると結論付けました。
細胞の生存を促進する活動における HPSE の役割により、HPSE 阻害剤を開発するこれまでの試みは毒性の問題に直面しました。ここで研究者らは、活性化合物が角膜細胞に対して有毒であるという証拠を発見しなかった。さらに、HPSE 阻害剤は通常、血液凝固を防ぐために使用されるヘパリンベースの薬であるため、出血を引き起こす可能性があります。研究者らが使用した六糖類と八糖類には、ヘパリンの抗凝固活性を活性化するのに重要な二糖単位が含まれていないため、出血は問題ではなかった。
「角膜細胞におけるHPSEの阻害は、創傷治癒と眼の炎症の調節に重要です。総合すると、これらの観察は、HPSE阻害剤がウイルスの放出とその後の他の細胞や組織への拡散を防ぐ可能性があることを示唆しています」と研究者らは述べた。
研究者らは、HPSE阻害剤が臨床使用できるようになるまでには、やるべきことがまだたくさんあると述べている。それでも、これは、HSV-1、他のウイルス、がんの新しい治療法の開発に向けた重要な一歩です。
この研究はAngewandteChemie誌に掲載された。