mRNA技術の飛躍的な可能性

近年、mRNA技術は医学の世界を揺るがし、膨大な数の病気や障害を予防・治療することを可能にした。これまでの予防接種は、免疫系がその病原体を認識できるように訓練されるために、弱い病原体や不活性な病原体を体内に投与するものだった。従来のワクチンとは異なり、現代のワクチンは、ウイルスの遺伝子コードそのものを使って、抗原分子の生成方法を細胞に教えてくれる。この現代の驚異はCOVID-19に使われただけでなく、今ではあらゆる病気と闘うために調整することができる。

mRNAテクノロジーの可能性を解き明かす

mRNAは一本鎖の分子で、細胞核内のDNAからリボソームへ、タンパク質を作るのに必要な遺伝子の指示を伝える。リボソームはmRNAの配列を読み取り、タンパク質を作り出す細胞内の機械である。生物はこれらのタンパク質のいくつかを重要な機能に使用し、その他を構造成分やエネルギー源として使用する。

mRNAワクチンの背後にある考え方は、この自然なプロセスを利用して免疫反応を誘発することである。特定の抗原（通常は免疫系によって認識されるタンパク質、あるいはタンパク質の一部）をコードする合成mRNA鎖を患者に注射すると、細胞がその場で抗原を産生する。すると免疫系は抗原を異物として認識し、抗原との戦い方を学習する。

この方法でワクチン接種を行うことには、いくつかの利点がある。ひとつは、mRNAワクチンは非常に適応性が高いということである。これまでのワクチンは不活化病原体（ウイルス全体など）や病原体の一部（細菌タンパク質など）をベースにしたものがほとんどであったが、mRNA技術を用いてワクチンを設計するには、病原体の遺伝暗号を解読し、それに対応する配列を作成する必要がある。理論的には、どのような分子が効果的な免疫反応を引き起こすかについて十分な知識があれば、どのような感染症に対してもこれを行うことができる。

研究者たちが2020年1月中にウイルスのRNA配列を解読した後、科学者たちはわずか数ヵ月で実行可能なワクチン候補を作り出すことができた。これはまた、新型が出現したときに、ゼロからワクチンを作り直すのではなく、改変したmRNA配列をすぐに使用できることを意味する。

もうひとつの利点は安全性である。生きたウイルスを使用しないため、病原体そのものに感染する可能性がない。この点だけでも、現在市販されている従来のワクチンのほとんどよりもはるかに安全である。アストラゼネカのようなアデノウイルスベクター・ワクチンは、Sars-Cov-2を別のウイルスにコード化したもので、そのウイルス自体が病気を引き起こす可能性がある。もう一つの利点はスピードである。

mRNAワクチンと治療薬の応用

ヌクレオシドで修飾されたmRNAを用いた最近の進歩は、タンパク質の発現を改善し、生得的センサーの活性化を減少させることで、mRNAの安定性、非効率的なin vivoデリバリー、RNA分子による生得的センサーの活性化に関する従来の障害をほぼ克服している。脂質粒子はデリケートなRNA分子を分解から守ると同時に、toll様受容体を活性化する際のアジュバントとしても機能し、mRNAベースのワクチンの有効性をさらに高めることに貢献している。要するに、ワクチンは注入された物質の中に存在するのではなく、遺伝コードが細胞内に入った後に製造されるのである。ヌクレオシドで修飾された塩基は、細胞機能や炎症性免疫反応を阻害するストレス反応を誘導することなく翻訳を増加させる。

mRNAワクチンは、動物モデルにおいて、インフルエンザウイルス、ジカウイルス、狂犬病ウイルス、エボラウイルス、溶連菌、さらにはトキソプラズマ・ゴンディなど、多様な感染症標的に対して予防効果を示した。ファイザー／バイオエヌテックとモデナのCOVID-19 mRNAワクチンは、数百万回投与され、国際的な臨床試験に入っている。治療的がんワクチン接種に対する抗がん剤のアプローチも様々で、樹状細胞ワクチンや注射可能なmRNAなどがあり、抗原特異的T細胞応答やコンビナトリアル治療後の無病生存期間の延長が一部の患者で確認されている。

パンデミックインフルエンザワクチンの初期臨床試験後、ファイザー／バイオエヌテックは、ヒトにおける免疫原性は第一世代の分子アジュバントを用いた動物モデルよりも弱かったが、現在はヒトにおける最も効果的な免疫シグナル伝達経路の解明に焦点を当てていると述べた。現在進行中の研究では、ヒトにおいて強力で持続性のある免疫を提供するために、mRNAワクチンのデリバリーと安定性を最適化することにも焦点が当てられる予定である。

ワクチン接種を超えて mRNA技術が支える治療大国

mRNAワクチンの成功は、治療開発における新たなフロンティアを開いた。mRNAの命令を細胞に送達する能力は、治療タンパク質の産生を作用部位に直接導入することにより、広範な疾患を治療する可能性を秘めている。ここでは、mRNA治療薬が医療にどのような革命をもたらすかを紹介する：

• 欠損タンパク質の置換：嚢胞性線維症のような病気では、遺伝子に欠陥があるために機能しないタンパク質が産生される。mRNA治療薬は遺伝子の健康なコピーを送達することができ、細胞が正しいタンパク質を産生できるようになり、病気のプロセスを逆転させる可能性がある。
• 免疫反応の工学化: mRNAは、個別化された癌ワクチンの作成に使用することができる。腫瘍特異的抗原を導入することで、免疫系がより効果的に癌細胞を攻撃するように誘導することができる。さらにmRNAは、免疫系を刺激して既存の腫瘍と闘わせる分子の送達にも使用できる。
• 遺伝性疾患の治療： 血友病のように特定のタンパク質が欠乏している病気は、mRNAを使って細胞に欠乏タンパク質の産生を指示することで対処でき、長期的な解決策になる可能性がある。
• 再生医療：mRNA療法は、組織の修復や再生を促進する可能性がある。成長因子やその他の必須分子に対する指示をmRNAが伝達することで、損傷した組織の治癒を促すことができる。

課題と考察

mRNA治療薬の可能性は大きいが、いくつかの課題に対処する必要がある。第一は送達で、mRNA分子は壊れやすいため、体内の細胞内に送達する安全で効率的な方法を見つけることが重要である。現在、mRNA分子を包み込んで保護する脂質ナノ粒子が存在するが、より優れたターゲティングと安定性を得るために改良することが可能である。さらに、mRNAの製造は短時間で可能だが、それを使って何をすべきかを調べたりテストしたりするには、依然としてコストがかかる。この新しいmRNA技術を世界的に利用しやすくするためには、さらなる研究開発が必要である。

mRNA技術の将来

このようなスピードでのmRNA技術の進歩は、個別化医療のあるべき姿を垣間見せてくれる。このようなカスタマイズされたmRNAワクチンや治療薬は、病気の予防や治療の未来となる可能性がある。この分野の研究が進み、投与方法が完成し、安全性への懸念が払拭され、新たな用途が特定されるにつれ、mRNAは、より予防的な健康管理モデルを可能にすることで、我々が知っているヘルスケアに革命を起こす能力を持つという未来が有望視され続けている。

結論

mRNA技術は、医療における革命的な力として登場した。私たち自身の細胞の力を利用して病気と闘うタンパク質を産生するmRNAワクチンは、安全で適応性が高く、迅速な予防接種のアプローチを提供する。しかし、その可能性はワクチンだけにとどまらない。mRNA治療薬は、遺伝性疾患から癌に至るまで、膨大な疾患の治療に有望である。送達やコストなどの課題は残るものの、現在進行中の研究によって、この強力なツールは急速に洗練されつつある。医療の未来は、mRNAがより個別化された予防医療への道を開くことで、これまで以上に明るいものになりそうだ。

情報源： Roots Analysis社

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