感染症:オルガノイドを使った研究がCOVID-19からの防御手法の開発に道を開いた
Nature
重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)の細胞内への侵入を促進する受容体であるACE2を下方制御する経路が同定されたことを報告する論文が、Natureに掲載される。この経路を標的とする臨床承認薬が、さまざまなモデル(オルガノイドとそれに対応する動物とヒトの組織を含む)におけるSARS-CoV-2感染を減少させることが明らかになったのだ。SARS-CoV-2の宿主受容体を調節することによって感染を予防するという方法は、ワクチン接種を補完できるかもしれないし、SARS-CoV-2に感染しやすい特定の集団に有用となる可能性がある。
免疫不全患者など一部の高リスク者は、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)ワクチンに対して適切な応答を示さない可能性がある。SARS-CoV-2の宿主受容体は、このウイルスの感染に必須の存在であり、この受容体を標的にすることは、ワクチンに代わる方法として注目を集める可能性がある。ACE2は、SARS-CoV-2の主要な受容体であるが、この受容体の発現を制御する機構は十分に解明されていないため、ACE2の発現を修飾して感染を予防する薬を見つけることが困難になっている。
今回、Fotios Sampaziotisたちは、SARS-CoV-2に感染した組織(肺や消化管を含む)におけるACE2の発現を直接修飾するファルネソイドX受容体(FXR)を特定した。次にSampaziotisたちは、FXRを阻害できる薬剤の試験を行って、ウルソデオキシコール酸(UDCA;一部の肝疾患の治療に用いられる)が、ヒト肺オルガノイド、ヒト胆管オルガノイドとヒト腸オルガノイドだけでなく、それに対応するマウスとハムスターの組織におけるACE2の発現を低下させることを明らかにした。また、UDCAは、健康な被験者の鼻細胞のACE2を減少させ、実験室で維持されているヒトの肺と肝臓の感染を予防することが明らかになった。さらに、Sampaziotisたちは、後ろ向き臨床データを用いて、UDCAを用いる治療がSARS-CoV-2感染後の転帰改善と相関していることを明らかにした上で、独立した肝移植レシピエントの集団を対象として、この知見の妥当性を確認した。
以上の知見は、FXRがCOVID-19治療における新しい治療標的であることを示しており、COVID-19患者のUDCA治療と良好な臨床転帰が相関している可能性を示唆している。
A pathway to down regulate ACE2 — the receptor that facilitates SARS-CoV-2 entry into cells — is identified in a paper publishing in Nature. A clinically approved drug that targets this pathway is shown to reduce SARS-CoV-2 infection in a range of models, including in organoids and corresponding tissues in animals and humans. Preventing infection by modulating the viral host receptors could complement vaccination and may be useful for certain vulnerable groups.
Some high-risk individuals, such as immunocompromised patients, may not develop appropriate responses to COVID-19 vaccines. Targeting viral host receptors, which are essential for infection, may be an attractive alternative approach. ACE2 is the main receptor for SARS-CoV-2, but the mechanisms controlling the expression of this receptor remain poorly understood, making it difficult to find treatments that will modify its expression and prevent infection.
Fotios Sampaziotis and colleagues identify a receptor called FXR that directly modifies the expression of ACE2 in tissues affected by SARS-CoV-2, including the lungs and the digestive tract. They go on to test drugs that can inhibit FXR and show that ursodeoxycholic acid (UDCA, used to treat some liver diseases) downregulates ACE2 in lung, bile duct and intestinal organoids, as well as in corresponding tissues in mice and hamsters. UDCA is shown to reduce ACE2 in nasal cells of healthy volunteers and prevent infection in human lungs and livers maintained in the laboratory. Moreover, the authors use retrospective clinical data to reveal that UDCA treatment is correlated with improved outcomes following SARS-CoV-2 infection, a finding that they validate in an independent group of liver transplant recipients.
These findings demonstrate that FXR is a new therapeutic target for the treatment of COVID-19 and suggest a potential correlation between UDCA treatment and positive clinical outcome for patients with COVID-19.
doi: 10.1038/s41586-022-05594-0
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