抗菌ペプチド — 抗生物質の「優れた」兄弟

ペニシリンは臨床現場で使用された世界初の抗生物質です。長年の開発を経て、ますます多くの抗生物質が登場しましたが、抗生物質の広範な使用によって引き起こされる薬剤耐性の問題が徐々に顕著になってきました。

抗菌ペプチドは、その高い抗菌活性、広い抗菌スペクトル、多様性、幅広い選択範囲、および標的菌株における耐性変異が少ないため、幅広い応用の可能性があると考えられています。現在、多くの抗菌ペプチドが臨床研究段階にあり、その中でもマガイニン（アフリカツメガエル抗菌ペプチド）はⅢ臨床試験に入っています。

明確に定義された機能メカニズム

抗菌ペプチド（amps）は、分子量20,000の塩基性ポリペプチドであり、抗菌活性を持っています。〜7000の間で、20〜60個のアミノ酸残基で構成されています。これらの活性ペプチドのほとんどは、強塩基、熱安定性、および広域抗菌性の特性を備えています。

抗菌ペプチドは、その構造に基づいて、ヘリックス、シート、伸長、リングの 4 つのカテゴリーに大別できます。一部の抗菌ペプチドは完全に単一のヘリックスまたはシートで構成されていますが、他の抗菌ペプチドはより複雑な構造を持っています。

抗菌ペプチドの最も一般的な作用機序は、細菌の細胞膜に対して直接活性を示すことです。つまり、抗菌ペプチドは細菌の膜の可能性を破壊し、膜の透過性を変化させ、代謝産物を漏洩させ、最終的に細菌の死をもたらします。抗菌ペプチドの荷電した性質は、細菌の細胞膜と相互作用する能力を向上させるのに役立ちます。ほとんどの抗菌ペプチドは正味の正電荷を持っているため、カチオン性抗菌ペプチドと呼ばれます。カチオン性抗菌ペプチドとアニオン性細菌膜間の静電相互作用により、抗菌ペプチドの細菌膜への結合が安定します。

新たな治療の可能性

抗菌ペプチドが複数の機構および異なるチャネルを通じて作用する能力は、抗菌活性を高めるだけでなく、耐性の傾向も軽減します。複数のチャネルを通じて作用することで、細菌が同時に複数の変異を獲得する可能性が大幅に低減され、抗菌ペプチドに優れた耐性の可能性が与えられます。また、抗菌ペプチドの多くは細菌の細胞膜部位に作用するため、細菌が変異するには細胞膜の構造を完全に再設計する必要があり、複数の変異が起こるまでには長い時間がかかります。がん化学療法では、複数のメカニズムと異なる薬剤を使用して腫瘍耐性と薬剤耐性を制限することが非常に一般的です。

臨床的見通しは良好です

次の抗菌危機を回避するために、新しい抗菌薬を開発します。多数の抗菌ペプチドが臨床試験を受けており、臨床的可能性を示しています。新規抗菌剤としての抗菌ペプチドに関しては、多くの研究が残されています。臨床試験中の抗菌ペプチドの多くは、試験設計が不十分であったり、妥当性がなかったりするため、市場に出すことができません。したがって、ペプチドベースの抗菌薬と複雑な人間の環境との相互作用に関するさらなる研究は、これらの薬剤の真の可能性を評価するのに役立つでしょう。

実際、臨床試験中の多くの化合物は、薬効を向上させるために何らかの化学修飾を受けています。その過程で、高度なデジタルライブラリの積極的な利用とモデリングソフトウェアの開発により、これらの医薬品の研究開発がさらに最適化されます。

抗菌ペプチドの設計と開発は有意義な仕事ではありますが、新しい抗菌剤の耐性を制限するよう努めなければなりません。さまざまな抗菌剤と抗菌機構の継続的な開発は、抗生物質耐性の影響を制限するのに役立ちます。また、新たな抗菌剤が上市される際には、不必要な抗菌剤の使用を極力抑えるため、きめ細かい監視・管理が必要となります。