サステナビリティ
至る所に存在するマイクロプラスチックとナノプラスチックが抗生物質の効果を低下させることが発見される
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マイクロプラスチックは至る所に
一般市民と科学界の両方で、マイクロプラスチックが深刻な問題であるという認識が高まっています。
例えば、マイクロプラスチックは、専用の研究で検査された患者の半数の頸動脈に見つかっています。また、ガラパゴス諸島に至るまで絶滅危惧種の餌にも入り込んでいます。プラスチックのリサイクルは想像よりも効率が低いか、十分に行われていないことが多く、エクソンモービルなどの企業がプラスチック生産で訴えられる原因となっています。
そして、この問題は私たちが考えていたよりもさらに大きい可能性があることが分かってきました。プラスチックは人間や動物の体内に入り込むだけでなく、抗生物質の効果を低下させる可能性もあります。
(XOM )この発見は、ボン大学（ドイツ）、ウィーン大学、バース大学（英国）、ウメオ大学（スウェーデン）、およびデブレツェン大学（ハンガリー）の研究者によって行われました。彼らはScientific Reportsにて、タイトル “ナノプラスチック上の薬剤吸着は深刻な生物学的影響をもたらす” として報告しました。
マイクロプラスチックとナノプラスチックの化学的相互作用
研究者は、一般的な抗生物質と、最も使用されているプラスチックの選択肢であるポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、およびナイロン6,6（N66）との相互作用を調査しました。
そのために、彼らは化学計算を使用しました。これは化合物間の相互作用を「インシリコ」（コンピュータ上）で計算する手法です。
彼らは主にナノプラスチック、すなわち0.001ミリメートル未満のプラスチック粒子に焦点を当てました。これらはサイズが小さいため、人間と環境に特に有害と考えられています。
これらの粒子は、プラスチックが環境や家庭、特に衣類から大量に放出され、室内空気や洗濯機による水中でも高い排出が見られます。同様に、病院など医療管理環境でも高い排出が予想されます。
研究対象となった抗生物質はテトラサイクリンで、他の単純な抗生物質に耐性を示す感染症と闘うために使用される広域スペクトル抗生物質です。
出典: Nature
ナイロン：最も有害なもの
研究者は、ナイロンがテトラサイクリンとの結合に関して、はるかに最悪のマイクロプラスチック粒子を形成することを発見しました。
「ナイロンとの結合は特に強く、屋内での危険性が大きく過小評価されていることを示しています。
マイクロプラスチックとナノプラスチックの負荷は屋外の約5倍です。ナイロンはその一因であり、繊維から放出され、例えば呼吸を通じて体内に入ります。
したがって、マイクロプラスチックはそれ自体が有毒であるだけでなく、抗生物質の機能にも影響を与える可能性があり、体内のマイクロプラスチック負荷が増加していることを考慮することが非常に重要です。
水と生細胞でのテスト
次に、抗生物質とマイクロプラスチックの集合体が水と温度にどのように反応するかを確認しました。すべての条件で、集合体は水中に残存し、実際の環境でも同様に存在し続ける可能性が示唆されました。
出典: Nature
コンピュータシミュレーションは、抗生物質がプラスチック粒子と原子レベルでどのように反応するかを理解する有効な手段でしたが、実際に同様のことが起こることを完全に証明するものではありませんでした。そのため、研究者はin vitroで生細胞に対するテストも実施しました。
ナノプラスチック粒子が存在すると、テトラサイクリンの生物学的活性が著しく低下することが示されました。したがって、抗生物質分子がプラスチックに結合するだけでなく、薬剤の効果が明らかに低下するようです。
出典: Nature
マイクロプラスチックとナノプラスチックは特定の細胞や組織に蓄積することがあることも知られています。これらが抗生物質を運ぶことが判明したため、局所的に高濃度の抗生物質が蓄積し、余分な副作用を引き起こす可能性があります。
マイクロプラスチックは抗生物質耐性を引き起こしているか？
機能しないが完全な形で残っている抗生物質の存在は深刻な懸念です。致死的な細菌が抗生物質にさらされるほど、薬剤に対する耐性が進化する可能性が高まります。
さらに悪化するのは、ナノプラスチック粒子が抗生物質を濃縮する一方で、ある程度その効果を無効化することが示されている点です。
ナノプラスチック粒子表面上の抗生物質の局所濃度が上昇し得るという我々の発見は特に懸念すべきことです。
この濃度上昇は抗生物質耐性菌の発生につながる可能性があります。そのため、ナイロン6,6やテトラサイクリンと強く結合するポリスチレンなどのプラスチックは、耐性リスクを高める可能性があります。
このことは、抗生物質に依存しない新しい抗菌治療の必要性を示唆しており、幸いにもバクテリオファージと呼ばれるウイルスを活用すること、mRNAワクチン、そして化学的観点からプラスチックと完全に異なるわけではない合成ポリマーといった、数多くの新技術が同時に登場しています。
マイクロプラスチック緩和企業
VLTO 価格チャート
VLTO 価格チャート
Veraltoは、測定・環境コングロマリットであるDanaherからの水関連事業のスピンオフの結果として誕生しました (DHR )。
そのため、2015年にDanaherが取得したPall Corporationの後継企業であり、世界的な水浄化製品のリーダーです。
Veraltoは多くの企業からなるグループで、2つのセグメントに分かれます：水質部門と製品品質/製造部門。
出典: Veralto
全体として、Veraltoの収入の半分は北米から、ヨーロッパと高成長市場（その他の地域）からそれぞれ4分の1ずつ得ています。
同社は安定した収益源の創出に注力しており、売上の57％が継続的です。機械は顧客の日常業務に不可欠で、設置機器の消耗品を定期的に購入する必要があります。
出典: Veralto
同社は世界で34億人以上の水浄化プロセスの少なくとも一部を担っています。
同社のフィルター、センサー、そして水浄化システムは、淡水および廃水におけるマイクロプラスチックの一般的汚染問題に対処する上で、ますます重要になるでしょう。
Danaherから受け継いだ連続的な買収のDNAに従い、同社は買収を通じて拡大しており、最近では食品・飲料業界で使用されるクラウドベースの原料調達ソフトウェアプロバイダーであるTraceGainsを買収しました。この買収により、食品生産セクター（製品品質セグメント）におけるバリューチェーンのすべての段階でのサービス提供が強化されます。
出典: Veralto
Veraltoは水分野および食品安全のリーディングカンパニーです。マイクロプラスチックを含む汚染が増加する中、追加のモニタリングと汚染除去ソリューションを提供することで、今後も成長し続けると考えられます。
TMO 価格チャート
TMO 価格チャート
ThermoFisherは、化学・バイオテクノロジー産業向けの実験機器と分析ツールのリーダーで、従業員は12万5千人です。
同社は、以下を含む幅広い用途向けに革新的で高度なソリューションを提供しています：
- ライフサイエンス
- 医薬品
- バイオテクノロジー
- 医療診断
これは規模が2350億ドルに上る非常に大きな市場をカバーしています。幅広いセクターに対応できるのは、ナノテクノロジー開発の最前線に位置していることが一因であり、科学的発見を促進し医療成果を向上させるソリューションの進歩に寄与しています。
このため、先進的な医療治療やその他のバイオテクノロジー製品の大規模生産において重要なパートナーとなります。
出典: ThermoFisher
Thermo Fisherの機器はナノプラスチック汚染のモニタリングに役立ち、環境研究と汚染管理を支援します。同社の技術は、さまざまな生態系や産業におけるナノプラスチックの影響を低減する方法の開発に不可欠です。
バイオサイエンス、医療診断、環境モニタリングにおける広範な応用は、複数の成長機会を創出します。
さらに、戦略的な買収とパートナーシップによりナノテクノロジー能力と市場到達範囲が強化され、成長ポテンシャルがさらに促進され、過去数年にわたる連続買収の傾向が継続しています。
出典: ThermoFisher
総じて、バイオテクノロジー産業の成長とマイクロプラスチックなどの汚染モニタリングの必要性が高まる中、ThermoFisherは売上を伸ばし続けるとともに、精密医療、プロテオミクス、電子顕微鏡などの新たな分析能力を通じて新市場の創出にも重要な役割を果たすと考えられます。
研究参考文献：
1. Dick, L., Batista, P. R., Zaby, P., et al. (2024). ナノプラスチック上の薬剤吸着は深刻な生物学的影響をもたらす. Scientific Reports, 14, 記事 25853. https://doi.org/10.1038/s41598-024-75785-4
