World Community Gridと、千葉がんセンター研究所および千葉大学の科学者は共同で、小児に最も発生頻度の高い固形がんの 1 つである神経芽腫を治療するための新しい薬を開発しています。
神経芽腫は、小児に最も発生頻度の高い固形がんの 1 つであり、特に 2 歳までに発生しやすく、この時期のすべてのがんの 50% を占めています。 神経芽腫は、すべての小児がんのうち 6-10%、小児のがんによる死亡の 15% を占めています。 これは、固形がんを患う小児の死因としては最も多いものです。 神経芽腫の原因は不明ですが、多くの医師は、副腎と交感神経節の通常の発達の間に発生する、偶発的な細胞増殖であると考えています。
神経芽腫の臨床的特徴は、診断した年齢、疾患の範囲、腫瘍生物学に応じて治療の可能性が大きく異なることです。 がんの中には、自然に退化するものもある一方で、絶え間なく進行するものもあります。 現在、すべての症例の約半分は再発の危険性が高いものに分類されており、多面的治療を集中的に行っても、全体の生存率は 40% 未満とされています。 過去 30 年間に多くの進歩を遂げてもなお、神経芽腫は、臨床科学および基礎科学の科学者にとって不可解な課題のままです。
がんについての遺伝子研究における急速な発展は、神経芽腫の治療に大きな希望をもたらします。 各種のがんに関係する遺伝子が見つかっており、科学者は現在、いくつかの重要な分子標的を対象にした効果的な治療薬を開発しています。
World Community Grid と「Help Fight Childhood Cancer」プロジェクト
World Community Grid、千葉がんセンター研究所、および千葉大学は共同で「Help Cure Muscular Dystrophy」プロジェクトに取り組んでおり、この複雑な小児がんを治療するための新しい薬を開発しています。
数多くの原子からなる物質であるたんぱく分子の機能は、その 3 次元形状に関連することが、繰り返しデモンストレーションされてきました。 科学者は実験により、たんぱく質と薬の形状を、常に 2 つ一緒ではなく、個別に特定することができます。 薬の分子が対象のたんぱく質とどのように相互作用するかを科学者が解明できたら、化学者は既存の薬よりも効力のあるさらに優れた薬を作ることができるでしょう。
これを受けて、プロジェクトの研究者はコンピューターを使用した方法により、3 つのたんぱく質 (TrkB、ALK、SCxx) を阻害するために適した形状と化学特性を持つ新しい候補薬の特定を行っています。この 3 つのたんぱく質は悪性の神経芽腫では高濃度で発現されるか、異常な突然変異を起こします。 これらのたんぱく質が無力化されると、化学療法を使用することによって治療率が高くなると科学者は考えています。
研究者は、300 万個の化合物 (可能性のある薬剤候補 (リガンドと呼ばれる)) のライブラリーを作成しました。さらに、World Community Grid を使用して実験をシミュレートし、これらの化合物のうちどれがこの 3 つのたんぱく質を阻害するかをテストします。 シミュレーションは AutoDock を使用して行われます (これは World Community Grid の FightAIDS@Home およびDiscovering Dengue Drugs – Together プロジェクトでも使用されています)。この Autodock は、大量のさまざまな薬の小分子が TrkB、ALK、SCxx にどのように結合されるかを予測する一連のツールで、これにより研究室で分子を選択して神経芽腫に対する有効性をテストする前に、最適な分子を計算により見つけることができます。
World Community Grid がなかったら、研究者は個別に結合をシミュレーションすることによって研究を行わなければならず、完了するまでに約 8,000 年かかるはずでした。 World Community Grid を使用することにより、何千もの薬剤候補を並行して分析することができるため、ハイ・スループット・スクリーニングを行うことが可能になります。 研究者は、これにより所要時間は約 2 年になると見積もっています。
この高速化と高度化によって、将来的に研究者は神経芽腫の新薬候補を特定することが可能になるため、手作業での検査や従来の分析だけでは明らかにならない予測の手掛かりを発見することが容易になります。また、がんの生態、創薬、および治療計画の分野の進歩が期待できます。
