西アフリカでは毎年数十万人がラッサウイルスに感染し、その結果、ラッサ熱に罹患し、重篤な合併症や長期的な健康影響、さらには死亡する可能性があります。現時点では、この病気に対する確立された治療法やワクチンは存在しません。しかしながら、カリフォルニア州ラホヤに所在するスクリプス研究所の科学者たちが、重要なタンパク質複合体の構造解析に成功しました。このタンパク質複合体は、ラッサウイルスがヒト細胞に感染する際に重要な役割を果たしています。この研究成果は、2023年5月18日にオンライン版のCell Reportsに掲載されました。さらに、研究者たちは、このタンパク質複合体に結合することでウイルスを中和する新しい抗体も同定しました。これにより、ラッサウイルスに対する効果的なワクチンや治療法の開発への道が開かれることになります。
スクリプス研究所の統合構造・計算生物学の教授であり、この研究の上級著者であるAndrew Ward博士は、「この研究は、ウイルスの脆弱性に関連する新たな抗体の単離能力において重要な進展です。これにより、多くのラッサウイルスの系統から人々を広範に保護するための合理的なワクチン設計の基礎が確立されます」と述べています。
さらに、Ward博士は、「論文に記載されたこれらの新しい薬剤は既に効果的に利用され、刺激的な新たな結果をもたらしています」と付け加えました。この研究成果は、ラッサウイルスに対する防御策の向上に向けた希望をもたらしています。
ラッサウイルスを含む多くのウイルスは、遺伝子の微細な違いにより、様々な系統が存在します。この多様性のため、すべてのラッサウイルスのバリエーションを認識する抗体の特定は困難です。さらに、ラッサウイルスを取り巻くトゲのようなタンパク質に関しても、抗体の標的となるラッサ糖タンパク質の分離に苦労しています。感染性ウイルスでは、これらの糖タンパク質は三量体として存在し、これが困難をもたらしていました。実際、数十年にわたり、研究者たちは糖タンパク質を単離することはできても、その三量体の複合体を実験室で単独で分離することはできませんでした。
しかし、2022年、Ward博士らはナノ粒子を用いて糖タンパク質を三量体に結合させる手法を開発しました。そして、最新の研究では、この技術を活用して、4つの異なるラッサウイルス系統から糖タンパク質の三量体を分離し、その構造を詳細に解析することに成功しました。スクリプス研究所の大学院生であり、この研究の第一著者であるHailee Perrett氏は、「驚くべきことに、異なる系統の糖タンパク質の構造は非常に類似していました」と述べています。「私たちは、抗体がすべての系統を認識しない理由を説明するために、より明確な違いを見つけることを期待していました。しかし、その代わりに、タンパク質のペプチドと糖の成分にわたって、非常に高いレベルの保存性を発見しました」と彼は語りました。
同じ安定した糖タンパク質を利用し、Ward博士、Perrett氏、および彼らのチームは、ラッサウイルスから回復した患者の血液サンプルを使用して、糖タンパク質の三量体に対する抗体を単離しました。彼らは、異なる系統のラッサウイルス糖タンパク質を認識する新たな抗体を発見し、以前に発見された抗体の特性を明らかにしました。これらの成果は、ウイルスに対する治療や予防ワクチンの開発に役立つ可能性があります。
研究チームは、既存の抗体を補完するために、さらなる実験を計画しており、さらにタンパク質の構造を解析し、薬剤の標的となる糖タンパク質の位置を特定する予定です。
Perrett氏は、「私たちの目標は、異なるラッサウイルスの構造に関する詳細を明らかにするだけでなく、この分野における基本的な手順とリソースを提供することでした」と述べています。「私たちのアプローチと初の発見が、この分野の科学を前進させる一助となることを願っています。」
この研究のタイトルは「Structural Conservation of Lassa Virus Glycoproteins and Recognition by Neutralizing Antibodies（ラッサウイルス糖タンパク質の構造保存性と中和抗体による認識）」であり、著者には以下の名前が含まれます：
- Andrew Ward (スクリプス研究所)
- Hailee Perrett (スクリプス研究所)
- Philip J. M. Brouwer (スクリプス研究所)
- Jonathan H. Hartad (スクリプス研究所)
- Grace Gibson (スクリプス研究所)
- Terrence Messer (スクリプス研究所)
- Aleksandar Antanasijevic (スクリプス研究所)
- Brian Briney (スクリプス研究所)
- Maddy L. Newby (スクリプス研究所)
- Max Crispin (Southampton大学)
- Lin Liu (Georgia大学)
- Geert-Jan Boons (Georgia大学)
- Helena Müller-Kräuter (Philipps-University Marburg)
- Sarah Müller Aguirre (Philipps-University Marburg)
- Thomas Strecker (Philipps-University Marburg)
- Judith A. Burger (Amsterdam大学)
- Joey H. Bouhuijs (Amsterdam大学)
- Rogier W. Sanders (Amsterdam大学)
- John S. Schieffelin (Tulane大学)
この研究の結果はCell Reports誌に掲載されており、オープンアクセスで入手可能です。
[News release] [Cell Reports article]
