ナノザイムによる薬剤耐性菌の排除

現在、抗菌療法に用いられる薬剤は主として抗生物質および合成抗菌薬に大別されますが、抗生物質に対する耐性を獲得する細菌が増加しています。細菌耐性の課題に対する解決策としては、従来の抗生物質分子の構造を改変して各種誘導体を創製することが挙げられるものの、耐性菌を排除するニーズを十分に満たしていません。したがって、多剤耐性に対応する新規抗菌剤の開発が喫緊の課題となっています。

ナノザイムは、ROS産生の触媒、金属イオンの放出、ならびに併用療法の組み合わせにより、広範な細菌を迅速に殺菌することが可能です。これは、ナノザイムが既存の抗菌剤に対して独自の優位性を有することを示唆します。Creative Enzymesは、薬剤耐性菌に対応する各種ナノザイムを提供し、ナノザイム分野における世界中のお客様の研究開発を支援しています。

活性酸素種の触媒生成による細菌の除去

• 酸化還元酵素様活性を有するナノザイムは、活性酸素種（ROS）（¹O₂、·OH、O₂^-）を制御することで、in vivoにおいて細菌を殺菌・除去することができます。
• Creative Enzymesは、高いPOD活性を有するFe₃O₄ナノザイムを構築しており、H₂O₂を触媒してより毒性の高いヒドロキシルラジカル（·OH）を生成し、E. coliの大部分を殺菌します。

図1 Fe₃O₄ナノザイムはROSを生成することで細菌を殺菌します。

• 当社は、OXD活性を有するTb₄O₇ナノザイムを開発しており、細菌内因性物質であるアスコルビン酸を直接触媒してH₂O₂およびヒドロキシルラジカル（·OH）を生成します。一定濃度において、E. coliの増殖を完全に抑制することが可能です。
• また、POD活性およびOXD活性を発揮するCu₂WS₄ナノザイムも確立しており、O₂ - H₂O₂ - ·OHのカスケード生成を触媒することで、Staphylococcus aureusを殺菌します。

金属イオン放出による細菌の除去

• さらに、金属イオンの放出によっても細菌を殺菌できます。銀、鉄、マンガン、銅、亜鉛、水銀、アルミニウムなど、多くの金属イオンは殺菌性を有しており、抗菌用途では銅および銀が最も広く使用されています。

図2 ナノザイムは金属イオンを放出することで細菌を殺菌します。

• Creative Enzymesは、Cu²⁺を放出する銅／カーボンナノザイムを構築しており、細胞膜損傷、脂質過酸化、およびDNA分解を引き起こします。最終的に、グラム陰性菌の死滅に至ります。
• また、Ag／Fe₃O₄ナノザイムも確立しており、Ag⁺を放出し、複数の物理化学的メカニズムを介して抗菌効果を発揮します。グラム陰性菌およびグラム陽性菌の双方に対して、顕著な長期抗菌効果を示します。

併用療法による細菌の除去

• Creative Enzymesは、窒素／カーボンナノザイムを合成し、レーザー照射下でPOD活性をさらに増強します。局所的に発生する熱が、·OHの化学的作用と相乗的に働き、多剤耐性Staphylococcus aureusを殺菌します。
• また、Pd／Ptナノザイムも開発しており、その触媒活性が光増感剤の活性化と組み合わさることで、超音波下で大量のROSを生成し、細菌を殺菌します。

Creative Enzymesは、カスタマイズされたデリバリー戦略および精密設計に基づく、ナノザイムを基盤とした薬剤耐性菌向けソリューションを提供しています。当社の最先端テクノロジープラットフォームは、数十年にわたる経験に基づき、研究開発においてお客様が直面し得る課題の解決を支援します。サービスにご関心がある場合、またはご不明点がございましたら、どうぞお気軽にお問い合わせいただくか、オンラインでのお問い合わせをご利用ください。