まさか、体内で安全に溶けるはずの医療用プラスチックが、ある細菌にとっては格好の“エサ”となり、その力を増強させてしまうとしたら…。私たちの健康を守るための医療技術が、予期せぬ形で感染症のリスクを高めている可能性を示唆する、驚くべき研究結果が報告されました。この記事では、臨床現場に潜む新たな懸念と、同時に見出された未来のバイオテクノロジーへの希望、その両面を詳しく解説していきます。
2025年5月7日にオープンアクセスジャーナル「Cell Reports」で発表された衝撃的な研究によると、病院でよく見られる一般的な病原菌である緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）が、生分解性の医療用プラスチックを分解し、その副産物を自身の増殖と病原性の向上のために利用できることが明らかになりました。
この研究は、ブルネル大学ロンドンのローナン・R・マッカーシー博士（Ronan R. McCarthy, PhD）が主導したもので、論文タイトルは「Pseudomonas aeruginosa Clinical Isolates Can Encode Plastic-Degrading Enzymes That Allow Survival on Plastic and Augment Biofilm Formation（緑膿菌の臨床分離株はプラスチック分解酵素をコードし、プラスチック上での生存とバイオフィルム形成の増強を可能にする）」です。研究チームは、創傷から分離された臨床株が、広く医療用ポリマーとして使用されるポリカプロラクトン（PCL: polycaprolactone）上で生存するだけでなく、その存在下でより危険な存在になる仕組みを解明しました。この発見は、生分解性バイオマテリアルが臨床現場で意図しないリスクをもたらす可能性について新たな懸念を提起すると同時に、バイオテクノロジーにおける有望な可能性も示しています。
プラスチックを“食らう”病原体
PCLのようなプラスチックは、生体適合性が高く、体内で自然に分解される性質から、現代医療に不可欠な素材として重宝されています。しかし、まさにその性質が、微生物による分解の標的となる脆弱性をもたらしているのかもしれません。
今回の研究で、科学者たちは6,500以上の細菌ゲノムを調査し、プラスチックを分解する酵素をコードする遺伝子を探索しました。その結果、緑膿菌のPA-W23株から、これまで知られていなかった酵素をコードする遺伝子を予期せず発見し、「Pap1」と名付けました。実験の結果、Pap1はわずか7日間でPCLを最大78%も分解することが判明しました。これは、病院関連の微生物が示した分解効率としては記録的なレベルです。
分解から防御へ：バイオフィルムと病原性の増強
Pap1の影響は、単なる分解にとどまりませんでした。その活性によって放出された6-ヒドロキシヘキサン酸は、細菌を保護する膜であるバイオフィルムに組み込まれ、その形成を促進し、病原性を著しく高めることが分かりました。この事実は、ハチノスツヅリガの幼虫を用いた感染モデルで確認されています。
重要なことに、Pap1を持たない株ではこのようなバイオフィルムの増強や病原性の向上は見られませんでした。一方で、他の細菌にPap1を導入すると、同様にPCLを分解する能力を獲得しました。Pap1はII型分泌系を介して分泌され、常に発現しているようです。これにより、細菌は栄養が豊富な環境であってもプラスチックを利用できるのです。
諸刃の酵素：リスクとチャンス
この研究結果は、明確な懸念材料を浮き彫りにします。医療用プラスチックの分解は、インプラントの不具合や持続的な感染症、さらには抗生物質の効果低下につながる可能性があります。しかしその一方で、Pap1が穏やかで生体適合性のある条件下で示す強力な酵素活性は、グリーンバイオテクノロジーにおいて魅力的な機会を提供します。例えば、医療廃棄物の制御された分解、酵素応答性の薬剤送達システム、そして環境に優しいプラスチックリサイクル戦略などが期待されます。
今後に向けて：バイオテクノロジーのひねりが効いた警鐘
本研究は、警鐘であると同時に、行動を促すものでもあります。細菌が、私たちの善意から生まれた医療イノベーションでさえも、自身の生存ツールとして巧みに利用する方法を示しています。同時に、Pap1の発見は、この酵素を病原性という文脈から安全に切り離して利用できれば、プラスチック廃棄物問題に対する生物工学的な解決策への新たな道を開くものです。
画像： 緑膿菌
