この記事は クリエイティブ・コモンズ・ライセンスに基づきThe Conversation から転載されました。
寄生虫は人間と動物の健康に甚大な被害をもたらします。しかし、研究者たちは、脳疾患を持つ患者と一般的な脳寄生虫を「フレネミー（仲間）」にする方法を発見したかもしれません。
Nature Microbiology誌に掲載された新たな研究は、単細胞寄生虫であるトキソプラズマ・ゴンディを用いて脳細胞に治療用タンパク質を注入するという画期的な試みを示した。脳は多くの薬剤を含め、体内に取り込むものに対して非常にこだわりがあり、神経疾患の治療選択肢が限られている。
微生物学の教授として、私はトキソプラズマのような危険な寄生虫を駆除する方法を見つけることにキャリアを捧げてきました。彼らの持つ武器を他の病気の治療に利用できるかもしれないという可能性に、私は強い関心を抱いています。
微生物を薬として
科学者が微生物が病気を引き起こす可能性があることに気づいて以来（19世紀の病原菌説）、人類は感染性病原体を体内から排除しようと模索してきました。多くの人が当然ながら細菌を嫌うため、これらの微生物を治療目的に利用するという考えは直感に反するように思えるかもしれません。
しかし、私たちを脅かす微生物そのものを利用することで病気を予防・治療するという方法は、細菌学の誕生よりずっと以前から存在しています。1500年代初頭、中東やアジアの人々は、天然痘を生き延びた幸運な人は二度と感染しないことに気づいていました。この観察から、感染していない人を意図的に、感染者の膿がたまった傷口から採取した物質に曝露させるという慣習が生まれました。その物質には弱毒化した天然痘ウイルスが含まれていましたが、彼らはそれを知らずにいました。こうして、重症化を防ぐことができたのです。
この予防接種の概念により、無数の命を救ってきた数多くのワクチンが生み出されました。
ウイルス、細菌、寄生虫も脳などの臓器に侵入する様々な技術を進化させており、体内に薬剤を送達するために再活用される可能性があります。こうした用途としては、遺伝子治療用のウイルスや、クロストリジウム・ディフィシル（ C. diff）と呼ばれる腸内感染症の治療に用いられる腸内細菌などが挙げられます。
脳の病気はなぜ薬で治せないのか？
錠剤は、薬を体内に取り込む便利で効果的な方法です。アスピリンやペニシリンなどの化学薬品はサイズが小さく、腸から血流に容易に吸収されます。
一方、インスリンやセマグルチドなどの生物学的製剤は、分子が大きく複雑なため、吸収される前に胃で分解されやすく、また大きすぎるため腸壁を通過して血流に入ることができません。
あらゆる薬剤、特に生物学的製剤は、血液脳関門によって脳への浸透が非常に困難です。血液脳関門は脳の血管の内側を覆う細胞層で、細菌やその他の有害物質がニューロンに侵入するのを防ぐ門番のような役割を果たします。
トキソプラズマは脳細胞への配達サービスを提供
トキソプラズマ原虫は、ヒトを含むすべての動物に感染します。感染経路は複数あり、感染した猫の糞便中に放出された胞子を摂取したり、汚染された肉や水を摂取したりすることで感染します。トキソプラズマ症は、健康な人では軽度の症状しか現れませんが、免疫不全の人や妊娠中の胎児では重篤な症状を引き起こす可能性があります。
ほとんどの病原体とは異なり、トキソプラズマは血液脳関門を通過して脳細胞に侵入することができます。ニューロンに侵入すると、寄生虫は宿主の遺伝子発現を変化させる一連のタンパク質を放出します。これが、感染した動物やヒトに引き起こす行動変化の要因となっている可能性があります。
科学者たちは、ニューロンに薬剤を送達できるようにトキソプラズマを改良した。
新たな研究で、国際的な研究チームがトキソプラズマが宿主細胞にタンパク質を分泌するシステムを乗っ取った。研究チームはトキソプラズマを遺伝子操作し、その分泌タンパク質の一つを脳内の遺伝子活性を制御するMECP2と呼ばれるタンパク質と融合させたハイブリッドタンパク質を作製した。これは、MECP2をニューロンに便乗させるというものだ。研究者たちは、トキソプラズマがペトリ皿で培養したニューロンだけでなく、感染マウスの脳にもMECP2タンパク質ハイブリッドを分泌することを発見した。
MECP2の遺伝子欠損は、レット症候群と呼ばれる稀な脳発達障害を引き起こします。レット症候群の治療を目的として、ウイルスを用いてMECP2タンパク質を送達する遺伝子治療試験が現在進行中です。トキソプラズマがMECP2タンパク質を脳細胞に送達できれば、現在不治の病であるこの疾患の治療に新たな選択肢を提供できる可能性があります。また、アルツハイマー病やパーキンソン病など、異常タンパク質に起因する他の神経疾患の治療にも新たな選択肢を提供できる可能性があります。
これからの長い道のり
研究室の実験台から患者のベッドサイドまでの道のりは長く、多くの障害があるため、近い将来に人工的に作られたトキソプラズマが臨床で使用されることは期待できない。
トキソプラズマを医療目的で使用する際の明らかな問題は、重篤で生涯にわたる感染症を引き起こす可能性があることです。この感染症は現在、治癒不可能です。トキソプラズマに感染すると、脳、眼、心臓などの重要な臓器系に損傷を与える可能性があります。
しかし、現在、世界中で最大3分の1の人々が脳内にトキソプラズマを保有していますが、一見何の問題もありません。新たな研究では、感染と統合失調症、激怒性障害、無謀行動のリスク増加との相関関係が示されており、この静かな感染が一部の人々に深刻な神経学的問題を引き起こす可能性があることが示唆されています。
トキソプラズマ感染症の蔓延もまた、もう一つの合併症を引き起こす可能性があります。多くの人が治療にトキソプラズマを使用できないからです。すでにこの寄生虫を保有している数十億人の人々は、将来の感染に対する免疫を獲得しているため、治療用のトキソプラズマは、一度注入されると免疫系によって急速に破壊されます。
場合によっては、トキソプラズマを薬物送達システムとして用いることの利点がリスクを上回る可能性があります。この寄生虫の良性形態を改変することで、私たちの人格を規定する臓器、つまり脳に害を与えることなく、患者が必要とするタンパク質を生産できる可能性があります。
