A new type of medicine, custom-made with tiny proteins | Christopher Bahl

校正: Eriko Tsukamoto

I'm a protein designer.

私はタンパク質デザイナーです

And I'd like to discuss a new type of medicine.

新しいタイプの医薬品について お話させてください

It's made from a molecule called a constrained peptide.

「制約（された構造を持つ）ペプチド」 と 呼ばれる分子から出来ているものです

制約ペプチド薬剤は 数少ないのですが

There are only a few constrained peptide drugs available today,

今後十年にわたって この種の薬が多く 市場に出てくるでしょう

but there are a lot that will hit the market in the coming decade.

Let's explore what these new medicines are made of,

これらの新薬が何からできているか

how they're different and what's causing this incoming tidal wave

そして何故この種の新しく エキサイティングな薬の

of new and exciting medicines.

波が生まれているのかをご紹介します

Constrained peptides are very small proteins.

制約ペプチドは とても小さなタンパク質で

They've got extra chemical bonds that constrain the shape of the molecule,

分子の形に制約を加えるような 化学結合を持ちます

and this makes them incredibly stable

それがこのペプチドを非常に安定させ

as well as highly potent.

同時に高度な薬効を与えます

They're naturally occurring, our bodies actually produce a few of these

これらは自然にも存在し 人体はこれらのいくつかを産生して

that help us to combat bacterial, fungal and viral infections.

細菌 真菌 ウイルスなどに 感染した時 抵抗力となります

And animals like snakes and scorpions

蛇やサソリといった動物たちの毒中には

use constrained peptides in their venom.

制約ペプチドが含まれています

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

タンパク質から作られた薬は バイオ医薬品とよばれ

So this includes constrained peptides,

制約ペプチドも

as well as medicines like insulin

インスリンのような薬も

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

「ヒュミラ」や「エンブレル」といった 抗体医薬品もその中に含まれます

And in general, biologics are great,

概してバイオ医薬品は素晴らしいものです

because they avoid several ways that drugs can cause side effects.

他の医薬品が及ぼすいくつかの副作用を 回避することができるからです

First, protein.

まず タンパク質です

It's a totally natural, nontoxic material in our bodies.

完全に自然由来で 体内では無害な物質です

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

細胞は数万という種類の タンパク質を生成します

and basically, all of our food has protein in it.

基本的に全ての食物には タンパク質が含まれています

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

次に 医薬品は時々望まない体内の分子に

that you don't want them to.

作用してしまうことがあります

Compared to small molecule drugs,

低分子化合物と比べて―

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

つまりアスピリンのような 普通の医薬品と比べて

biologics are quite large.

バイオ医薬品は分子量が大きいんです

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

分子は形がピッタリと 合うものと作用します

Much like a lock and key.

鍵と鍵穴のように

Well, a larger key has more grooves,

大きな鍵には溝が多いので

so it's more likely to fit into a single lock.

１つの鍵穴に適合しやすくなっています

But most biologics also have a flaw.

殆どのバイオ医薬品には欠陥もあります

They're fragile.

分解されやすいことです

So they're usually administered by injection,

口から飲むと

because our stomach acid would destroy the medicine

胃酸が薬を分解するので

if we tried to swallow it.

通常 注射で投与されます

Constrained peptides are the opposite.

制約ペプチドは逆に

They're really durable, like regular drugs.

通常の医薬品のようにとても安定です

So it's possible to administer them using pills, inhalers, ointments.

経口 吸入 塗り薬など 様々な方法で投与できます

This is what makes constrained peptides so desirable for drug development.

これゆえに制約ペプチドは 医薬品開発に理想的なのです

They combine some of the best features

低分子化合物とバイオ医薬品の

of small-molecule and biologic drugs into one.

最善の特徴を併せ持っているのですから

But unfortunately, it's incredibly difficult

でも残念なことに自然に存在する

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

制約ペプチドを 新薬として改変するのは

to become new drugs.

極めて難しいんです

So this is where I come in.

そこで私の出番です

Creating a new drug is a lot like crafting a key

新薬を作るのは鍵を作るのに似ています

to fit a particular lock.

特定の鍵穴に合うものを作るからです

We need to get the shape just right.

ぴったりと符合する形を作るんです

But if we change the shape of a constrained peptide by too much,

でも制約ペプチドの形を 変え過ぎてしまったら

those extra chemical bonds are unable to form

化学結合が出来なくなり

and the whole molecule falls apart.

分子全体がバラバラになってしまいます

So we needed to figure out how to gain control over their shape.

ですから形を変える方法を 理解する必要があります

I was part of a collaborative scientific effort

私は３大陸の数十もの機関が

that spanned a dozen institutions across three continents

集まりこの課題に取り組むプロジェクトに

参加しました

that came together and solved this problem.

We took a radically different approach from previous efforts.

私たちはこれまでとは 根本的に違うアプローチをとりました

Instead of making changes to the constrained peptides

自然の中に存在する制約ペプチドを

that we find in nature,

変化させるのではなく

we figured out how to build new ones totally from scratch.

新しい制約ペプチドを 一から作ることに成功しました

To help us do this,

このために

we developed freely available open-source peptide-design software

無料のオープンソースの ペプチド・ デザイン・ソフトウェアを開発し

that anyone can use to do this, too.

誰もがこれを使えるようにしたんです

To test our method out,

私たちの方法を試めすために

we generated a series of constrained peptides

様々な形をした 一連の制約ペプチドを

that have a wide variety of different shapes.

生成しました

Many of these had never been seen in nature before.

その多くは自然に存在しなかったものでした

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

それから実験室でそのペプチドを生産しました

Next, we determined their molecular structures,

次に実験を通してそれらの分子構造を

using experiments.

決定しました

When we compared our designed models

私たちがデザインしたモデルと

with the real molecular structures,

本物の分子構造を比べて

we found that our software can position individual atoms

このソフトウェアが個々の原子を

with an accuracy that's at the limit of what's possible to measure.

計測しうる限り 正確に配置できることが 確認できました

Three years ago, this couldn't be done.

３年前 これは全く不可能でした

But today, we have the ability to create designer peptides

でもこんにちでは 創薬のために

with shapes that are custom-tailored for drug development.

カスタムメイドのデザイナー・ペプチドを 創ることが可能なんです

So where is this technology taking us?

この技術でどうなっていくのでしょう？

Well, recently,

最近

my colleagues and I designed constrained peptides

私たちはインフルエンザ ウイルスを中和したり

that neutralize influenza virus,

ボツリヌス中毒から守ってくれたり

protect against botulism poisoning

がん細胞の成長を止める 制約ペプチドを

and block cancer cells from growing.

デザインしました

Some of these new drugs

これら新薬のいくつかはすでに

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

前臨床動物試験で試され

And so far, they're all safe and highly effective.

現在までこれらは全て安全で 高い効果がみられました

制約ペプチドのデザインは 最先端の技術で

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

対して 医薬品開発は時間がかかり 大変注意深いものです

So we're still three to five years out from human trials.

人での実験を始めるまでには まだ３～５年ありますが

But during that time,

その間に

more constrained peptide drugs

より多くの

are going to be entering the drug development pipeline.

制約ペプチド製剤が 開発されていくでしょう

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

究極にはデザインされたペプチド製剤が

are going to enable us all to break free

病気という「制約」から

from the constraints of our diseases.

私たちを自由にしてくれるのだと 信じています

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）