バイオテクノロジー
蚊の力を活用してヘパリンは時代遅れになるか？
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血液凝固薬
血液凝固の管理は医療専門家にとって非常に重要です。以前、合成血小板が外傷時の緊急凝固を誘発するために使用できることを、当社の記事「合成バイオマテリアルは緊急外傷状況で重要になる可能性がある」で議論しました。
心筋梗塞や不安定狭心症の治療、血管形成術、透析ケア、手術、その他の手技において、血液凝固を防止することも同様に重要です。
従来は、豚や牛から製造されるほぼ100年の歴史を持つヘパリンで管理されてきました。
しかし、デューク大学とフィラデルフィア小児病院の研究者のおかげで、より高度な抗凝固剤がまもなく登場する可能性があります。
蚊から医薬品へ
「選択的かつ可逆的なEXosite-活性部位（EXACT）阻害剤としてのアプタマー性ヒルディン」という科学論文で、研究者は蚊に見られる分子を模倣した合成分子を作り出しました。
血液を吸う生物、例えば蚊は唾液に抗凝固剤を持っています。より正確には、すべての血液吸引生物は同じ2段階のメカニズムを使用します:
- 唾液中の抗凝固剤が血中の凝固タンパク質の表面に結合します。
- 蚊が吸血している間、タンパク質のコアに入り込み凝固メカニズムを無効化します。
これらの動物の抗凝固手法を利用することは理にかなっています。なぜなら、何度も独立して進化しており、効率の高さが示されているからです。
この抗凝固メカニズムが解明されると、研究者はそれを模倣した人工分子を設計し、ヒト血液中のトロンビンと因子Xaとの相互作用に焦点を当てました。この分子は「アプタマー」―小さな核酸鎖―を用いて血中のトロンビンタンパク質に結合します。
ソース: Biorender
この方法により、研究者はタンパク質の一部（リンカー）の長さを変えることで分子の有効性を調整できることを発見しました。
ソース: Nature
完璧な制御
研究者は新しい抗凝固分子の「解毒剤」も作り出すことに成功しました。これは医療現場での将来的な応用にとって非常に重要なツールです。これにより医師は必要に応じて薬剤を中和でき、制御不能な出血や望ましくない出血を回避できます。
この手法により、患者にとってより安全な抗凝固手術が実現し、炎症も軽減されます。炎症の軽減は、心筋梗塞や大手術から回復中の患者にとって常にプラスです。
この方法は、動物飼育に依存しない抗凝固医薬品の創出への道を開きます。現在のヘパリン供給は中国の豚飼育に大きく依存しており、近年のパンデミックや豚疾患の流行で供給が著しく乱れましたが、より安定したサプライチェーンが実現可能です。
また、動物由来疾患による汚染リスクの低減や、抗凝固剤製造に伴う炭素排出量の削減にもつながります。
さらなる研究
人工蚊の抗凝固剤を再現する技術は、他の生化学的効果へも拡張できる可能性があります。
アプタマーは酵素の触媒中心に結合させることができ、効果的なEXACT阻害剤の開発に利用できます。
したがって、強力で選択的かつ可逆的なEXACT阻害剤は、定義されたエクソサイトの有無にかかわらず、実質的にあらゆる酵素に対して作成可能です。
これらの研究は、迅速に可逆的な高効力・高特異性酵素阻害剤の大規模なクラスの開発を予示しています。
さらに、この汎用的な分子工学アプローチは、単独では効果や選択性が不十分で開発が中止された多くの小分子薬を蘇生させるのに役立ちます。
アプタマー企業
これまでアプタマーはニッチな用途に限られ、主に実験室の診断ツールに特化した企業が中心でした。この新しい研究は、製品の可能性がそれを超えて新たな市場を開くことを示しています。
1. Aptamer Group (APTA.L)
この英国企業はアプタマーの開発・製造におけるリーダーです。従業員37名という小規模ながら、上位15〜20社の製薬会社と42のパートナーシップを有しています。
同社のOptimerプラットフォームは、治療薬、実験測定、バイオ製品製造のいずれであっても、最適なアプタマーを効率的に発見できるように設計されています。
ソース: Aptamer Group
近くOptimer+に置き換えられ、アプタマー構築やペプチド/アプタマー相互作用に対してより複雑なオプションが提供されます。
ソース: Aptamer Group
同社は最近、以下のサービスを追加して提供範囲を拡大しています:
- IHC アッセイ開発
- 酵素活性アッセイ
- 細胞生存率アッセイ
- 交差反応性分析
- ペア評価
- 遺伝子治療有効性アッセイ
同社は2024年初頭に売上が前年同期比で3倍に急成長したと報告しています。
しかしながら、まだ収益性には程遠く、投資家は慎重に分析すべきです。
2. Twist Biosciences
TWST 価格チャート
同社はDNA合成を専門としており、半導体産業のミニチュア化手法を活用して研究者の時間とコストを削減しています。
また、DNAベースのデータ保存の開発にも取り組んでおり、電子システムに依存しないデータ保護が可能です。
このミニチュア化により、反応容積を100万分の1に縮小しながらスループットを1000倍に向上させ、単一シリコンチップ上でフルスケールで9600遺伝子を合成できるようになりました。
ソース: Twist Biosciences
2023年1月、同社は新たに立ち上げた第2製造拠点から製品の出荷を開始しました。この新工場により、Twistの生産能力は倍増する見込みです。
高度なDNA・RNA合成能力を持つTwistは、抗凝固製品市場が拡大すれば、主要なアプタマー製造業者へと急速に成長する可能性があります。
「中立的」なプロデューサーとして、最高品質の核酸配列を最適価格で提供することに注力しているため、デューク大学研究者の発見を商品化しようとするあらゆる製薬会社にとって、製造パートナーとして最適な選択肢となり得ます。
