ライム病は、ダニによって媒介される細菌感染症で、アメリカ合衆国では毎年約50万人が影響を受けています。多くの場合、抗生物質によって感染が効果的に治療されますが、一部の患者では、症状が数ヶ月から数年にわたって続くことがあります。MITとヘルシンキ大学の研究者らは、人間の汗にはライム病に対する保護作用を持つタンパク質が含まれていることを発見しました。また、人口の約3分の1が、ゲノムワイド関連研究（GWAS）でライム病と関連付けられているこのタンパク質の遺伝的変異体を持っていることもわかりました。
このタンパク質がライム病を引き起こす細菌の成長をどのように抑制するかはまだ正確にはわかっていませんが、研究者らは、このタンパク質の保護能力を利用して、病気の予防や抗生物質に反応しない感染症の治療に役立つスキンクリームを開発することを望んでいます。
「このタンパク質はライム病からある程度の保護を提供するかもしれません、そして、このタンパク質に基づいた予防や治療の可能性には実際の意味があると思います」と、新しい研究の主要な著者の一人であるMITの生物工学部門の主任研究科学者、ミハル・カスピ・タル博士（Michal Caspi Tal, PhD）は述べています。
ヘルシンキ大学の分子医学研究所の上級研究者であり、MITとハーバード大学のブロード研究所の研究者でもあるハンナ・オリラ博士（Hanna Ollila, PhD）も、2024年3月19日にNature Communicationsに掲載された論文の上級著者です。論文の筆頭著者は、ヘルシンキ大学の分子医学研究所でポスドクを務めるサトゥ・ストラウス博士（Satu Strausz, PhD）です。このオープンアクセスの論文は「SCGB1D2 Inhibits Growth of Borrelia burgdorferi and Affects Susceptibility to Lyme Disease（SCGB1D2はボレリア・ブルグドルフェリの成長を抑制し、ライム病への感受性に影響を与える）」と題されています。
ライム病は、主にボレリア・ブルグドルフェリという細菌によって引き起こされます。アメリカ合衆国では、この細菌はマウス、鹿、その他の動物によって運ばれるダニによって広がります。症状には、発熱、頭痛、疲労、そして特徴的なターゲット型の発疹が含まれます。
ほとんどの患者にはドキシサイクリンという抗生物質が処方され、通常は感染をクリアします。しかし、一部の患者では、疲労、記憶問題、睡眠障害、体の痛みなどの症状が数ヶ月から数年にわたって続くことがあります。
タル博士とオリラ博士は、スタンフォード大学でポスドクとして一緒にいた時、ライム病に対する感受性の遺伝的マーカーを見つけることを目的に、数年前にこの研究を始めました。そのため、彼らは41万人のゲノム配列と、彼らの詳細な医療歴に関する情報を含むフィンランドのデータセットでゲノムワイド関連研究（GWAS）を実施することにしました。
このデータセットには、ライム病と診断された約7,000人が含まれており、研究者らはライム病にかかっていた人々とそうでなかった人々とを比較して、より頻繁に見られる遺伝的変異を探しました。
この分析からは3つのヒットが明らかになりましたが、そのうち2つは以前にライム病と関連があったとされる免疫分子で見つかりました。しかし、3つ目のヒットは完全な驚きでした—それはSCGB1D2と呼ばれるシークレトグロビンでした。
シークレトグロビンは、肺や他の臓器を覆う組織に見られるタンパク質のファミリーで、感染への免疫応答で役割を果たします。研究者らは、この特定のシークレトグロビンは主に汗腺の細胞によって生成されていることを発見しました。
このタンパク質がどのようにしてライム病に影響を与えるかを調べるために、研究者らはSCGB1D2の正常なバージョンと変異したバージョンを作成し、実験室で栽培されたボレリア・ブルグドルフェリにさらしました。彼らは、タンパク質の正常なバージョンがボレリア・ブルグドルフェリの成長を著しく抑制することを発見しました。しかし、変異したバージョンに細菌をさらした場合、細菌の成長を抑制するためには2倍のタンパク質が必要でした。
彼らは次に、通常のSCGB1D2またはその変異体のいずれかにさらされた細菌をマウスに注射しました。変異体タンパク質にさらされた細菌を注射されたマウスはライム病に感染しましたが、通常のバージョンのSCGB1D2にさらされた細菌を注射されたマウスは感染しませんでした。
「論文では、彼らが10日目まで健康だったことを示しましたが、私たちは1か月以上マウスを追跡し、彼らが感染することはありませんでした。これは遅延ではなく、完全な停止でした。これは本当に興奮することでした」とタル博士は言います。
感染の予防
MITとヘルシンキ大学の研究者が最初の発見をプレプリントサーバーに投稿した後、エストニアの研究者がゲノムワイド関連研究の結果を複製しました。このデータは、約21万人、うちLyme病であった18,000人を含む、エストニアのバイオバンクからのもので、後にNature Communicationsの最終研究に追加されました。
研究者らはまだ、SCGB1D2がどのように細菌の成長を抑制するか、またなぜ変異体が効果が低いのかは確信が持てていません。しかし、彼らは変異体がアミノ酸のプロリンからロイシンへのシフトを引き起こし、これが正常なバージョンに見られるヘリックスの形成を妨げる可能性があることを見つけました。
彼らは現在、マウスの皮膚にこのタンパク質を適用することで、ボレリア・ブルグドルフェリによる感染を防ぐことができるかどうか、また抗生物質に反応しない感染症の治療としてのタンパク質の潜在的な可能性を調査する計画です。
「私たちは、90％の人々にとって機能する素晴らしい抗生物質を持っていますが、ライム病について知られるようになって40年、それを変えることはありませんでした」とタル博士は言います。「10％の人々は抗生物質を服用した後に回復しないし、彼らに対する治療法はありません。」
研究者たちは、SCGB1D2の保護バージョンを持っている人々もライム病を発症する可能性があるため、彼らが発症しないと仮定すべきではないと指摘しています。一因として、人がボレリア・ブルグドルフェリを運ぶダニに咬まれたときに汗をかいているかどうかが挙げられます。
SCGB1D2は、人間の体が生成する11種類のシークレトグロビンタンパク質のうちの1つに過ぎません。タルはまた、これらの他のシークレトグロビンが体、特に多く見られる肺で何をしているのかを研究する計画です。
「私が最も興奮しているのは、シークレトグロビンが私たちが考えていなかった抗菌タンパク質のクラスである可能性があるというこのアイデアです。免疫学者として、私たちは絶えず免疫グロブリンについて話していますが、このGWAS研究でこれが浮上するまで、私はシークレトグロビンについて聞いたことがありませんでした。だから今、私にとってとても楽しいです。私は彼らが何をしているのか知りたいのです」と彼女は言います。
