巧妙な合成分子が新しいタイプの薬と新しいスタートアップへの道を開く
アラン・ボイル著
ワシントン大学の研究者たちは、細胞膜をすり抜けて細胞内に入り込むことができるペプチド分子の作り方を発見した。また、この発見を医薬品開発に活用するため、5000万ドルの資金提供を受けた企業も設立した。
本日、Cell誌に掲載されたこの研究結果は、最終的にはCOVID-19からがんに至るまでの健康障害に対する新しいタイプの経口薬の開発につながる可能性がある。
「膜透過性ペプチドを高い構造精度で設計できるこの新たな能力は、従来の低分子医薬品とより大きなタンパク質治療薬の利点を組み合わせた新しいクラスの医薬品への道を開く」と、ワシントン大学医学部の生化学者で本研究の主任著者であるデビッド・ベイカー氏はニュースリリースで述べた。
Vilyaと呼ばれるこの企業は、ベイカー氏と彼の研究仲間がArch Venture Partnersと共同で設立した。Vilyaは、Cellの研究論文に記載されているプラットフォームと分子のライセンス供与を行うとしており、Arch Venture Partnersが率いる投資家グループからシリーズAラウンドで5,000万ドルを調達した。
「アーチは、デイビッド氏と力を合わせ、自然界ではまだ発見されていない全く新しいクラスの医薬品を開発できることを大変嬉しく思います」と、ヴィリヤの共同創業者でありアーチのマネージングディレクターであるロバート・ネルセン氏はニュースリリースで述べた。「このプラットフォームに真の可能性を見出すことができ、非常に興奮しています。」
低分子薬（例えばアスピリン）は、細胞膜をすり抜けて作用を発揮できるほど小さい。タンパク質治療薬（例えばモノクローナル抗体）はより複雑な疾患を標的とすることができるが、タンパク質分子は通常、脂質ベースの細胞壁を通り抜けるには大きすぎる。
ペプチド医薬品はタンパク質と同じ構成要素から作られており、タンパク質ベースの医薬品の多くの利点を備えています。低分子医薬品よりも体内のタンパク質標的に正確に結合できるため、副作用が少ないことが期待されます。
「ペプチドが優れた薬になり得ることは分かっていますが、大きな問題は細胞内に取り込めないことです」と、ワシントン大学薬学部の医薬化学助教授で、本研究の筆頭著者であるガウラヴ・バードワジ氏は述べています。「細胞内には優れた薬剤標的が数多く存在しており、そこに取り込めれば、その空間が広がります。」
新たに報告された実験では、いくつかの分子設計技術を使用して、細胞内に容易に侵入できるタイプのペプチド分子を作成しました。
ほとんどのペプチドは、細胞の脂質膜をすり抜けるのではなく、水分子に吸着する化学的特性を持っています。研究者たちはまず、水と相互作用しにくい合成ペプチドを作製しました。また、膜を通過する際に形状を変化させるペプチドも設計しました。
180種類以上のカスタムメイドペプチド分子が、実験室の人工膜上で試験されました。研究者たちは、ほとんどのペプチドが脂質を通過できることを発見しました。さらに、腸管上皮細胞を用いた実験により、ワシントン大学の科学者たちは、一部の分子が胃から直接血流へ移行できることを確信しました。
マウスとラットを用いたさらなる研究では、一部のペプチドが腸管から効率的に排出され、複数の膜を通過して生細胞に侵入できることが示されました。このようなペプチドは理論的には経口薬への転用が可能です。「これらの分子は将来の医薬品の有望な出発点となります。私の研究室では現在、これらを抗生物質、抗ウイルス薬、そして癌治療薬へと応用すべく取り組んでいます」とバードワジ氏は述べています。
バードワジ氏は、ペプチドベースの薬剤は抗生物質耐性によって引き起こされる課題に対処できる可能性があり、COVID-19と戦うための新しい戦略も提供できると述べた。
「最も明白な薬剤標的の一つは感染細胞内にあります」と彼は述べた。「その酵素を阻害できれば、ウイルスが自己複製を繰り返すのを防ぐことができます。」
バードワジ氏とベイカー氏は、ワシントン大学医学部タンパク質設計研究所の研究者数名と、Arch Venture Partnersの代表者数名からなるVilyaの創設チームの一員です。Archのマネージングディレクターであるスティーブン・ギリス氏は、Vilyaのエグゼクティブチェアを務めています。（ちなみに、VilyaとはJ・R・R・トールキンの『指輪物語』に登場するエルロンドが身に着けていたエルフの力の指輪のことです。）
Vilya は、タンパク質設計研究所の研究者によって設立された一連の企業の中で位置づけられています。この中には、A-Alpha Bio、Arzeda、Cyrus Biotechnology、Icosavax、Lyell Immunopharma、Monod Bio、Mopad Biologics、Neoleukin Therapeutics、Outpace Bio (Lyell からスピンアウト)、PvP Biologics (武田薬品工業が買収)、Sana Biotechnology も含まれます。
バードワジ氏とベイカー氏は、Cell誌に掲載された「膜貫通型マクロサイクルの正確なデノボ設計」と題された論文の26人の著者のうちの1人である。
この研究は、The Audacious Project、Gates Ventures、Schmidt Futuresの推薦によるEric and Wendy Schmidt、Nordstrom Barrier Institute for Protein Design Directors Fund、Wu Tsai Translational Fund、Bill and Melinda Gates Foundation、武田薬品工業、ハワード・ヒューズ医学研究所、ワシントン州補助金、国防総省、シモンズ財団、国防脅威削減局、国立衛生研究所、およびワシントン研究財団の支援を受けて実施されました。
このレポートは、Vilya からの声明により更新されました。
