薬に抵抗する細胞でも腫瘍を自己破壊させる新たな研究

Tokyoペンシルバニア州立大学の研究者たちは、がん治療をより効果的にする新しい方法を発見しました。彼らは、がん細胞を死滅させ、さらに薬に抵抗する周囲の細胞も殺す遺伝子回路を設計しました。これにより、治療抵抗性を早期に防ぐことが可能になります。

仕組みは次の通りです。

• 遺伝子回路は2つのスイッチを持っています。
• 一つ目のスイッチは、改変されたがん細胞を一時的に薬剤耐性にします。
• 二つ目のスイッチは毒素を活性化し、細胞を自己崩壊させます。

ジャスティン・プリチャードとそのチームは、ペンシルベニア州立大学でヒトの細胞株とマウスを使って彼らの方法を試験しました。彼らは、この方法が薬剤耐性を持つがん細胞を効果的に標的として排除できることを発見しました。この新しいアプローチは、進行がんの治療法に変革をもたらす可能性があります。

プリチャード氏によると、がん細胞は多様で変化が速いため、薬剤耐性を発達させるということです。効果的な薬があっても、腫瘍は生き残ることがあります。彼は、通常の治療法が効果的でないのは、新たな耐性細胞が予測できずに出現し続けるためだと説明しています。研究者たちは、特定の管理可能な変化をがん細胞に引き起こすことで、この問題に対処しようとしました。

スコット・レイホウ氏はスタディの主要著者で、ペンシルベニア州立大学のポスドク研究員です。彼は、がん細胞を変えることによって、腫瘍の抵抗力をコントロールできることを説明しました。回路の最初のスイッチが作動すると、変化を受けたがん細胞は薬に抵抗を示します。これは薬に感受性のある通常のがん細胞を殺しますが、その結果、変化した細胞が優勢になります。そしてこれらの細胞が支配的になると、最初のスイッチをオフにし、再び薬に対して感受性を持つようになります。

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2番目のスイッチは、細胞自殺遺伝子を活性化します。この遺伝子は、改変された細胞が自身と周囲の薬剤耐性細胞を破壊する毒素を生成させます。これにより腫瘍内の耐性細胞が一掃され、腫瘍が再び成長するのを難しくします。この方法は、特定の耐性メカニズムを知ったりそれを待ったりすることなく癌細胞を標的にします。

チームは、異なるタイプの遺伝子耐性に対抗するために、様々な遺伝ライブラリーを用いて二重スイッチ回路をテストしました。その結果、非常に有効であり、薬剤耐性のある細胞群を排除することができました。彼らはその研究結果をコンピュータモデルと実験の両方で裏付けており、この回路が多様性の高い腫瘍細胞を制御し、破壊できることを示しました。

研究者たちは現在、この遺伝子回路を成長中の腫瘍、特に体の他の部位に転移したものに安全かつ特異的に届ける方法に取り組んでいます。ペンシルベニア州立大学の重要なチームメンバーには、マルコ・アルケッティ、シュン・ヤオ、イワン・ソキルニー、ジョシュア・レイノルズ、ゼユ・ヤン、そして現在MITとハーバードのブロード研究所にいるハイダー・イナムが含まれています。

新しい発見は、がん細胞を早期に対処できる可能性があるため期待されています。これは、薬剤耐性や治療の失敗といった通常の問題を回避でき、新しいがん治療法として強力で有望な手法を提供する可能性があります。この研究は『Nature Biotechnology』誌に掲載され、Huck生命科学研究所のHITS基金、国立がん研究所、および国立生物医学画像・バイオエンジニアリング研究所から資金援助を受けました。