テキサスA&M大学の3Dプリント小児用医薬品がトキソプラズマ症の子供たちに新たな希望をもたらす

2024 年 11 月 2 日、Antarctic Bear は、トキソプラズマ症が世界で最も一般的な寄生虫感染症の 1 つであり、約 4,000 万人のアメリカ人を含む、世界中で 10 億人以上が罹患していることを知りました。寄生虫トキソプラズマ・ゴンディによって引き起こされるこの感染症は、先天的に、あるいは加熱が不十分な肉の摂取や汚染された土壌や猫の排泄物との接触といった一般的な経路を通じて感染する可能性があるため、1908年に発見されて以来、広く注目を集めている。トキソプラズマ症は比較的一般的ですが、感染した人のほとんどは軽い症状、多くの場合はインフルエンザのような症状、または全く症状が出ません。しかし、免疫不全の人、乳児、胎児が感染した場合、水頭症、発作、さらには失明などの重篤な合併症を引き起こす可能性があります。米国では毎年推定4,400人の赤ちゃんがトキソプラズマ症を持って生まれています。

これまで、小児トキソプラズマ症の治療法は限られており、費用も高額で、成人向けの標準治療薬であるダラプリムは1錠あたり790ドルもかかっていた。これらの錠剤を子供に投与するには、医師は錠剤をより小さな用量に分割する必要があり、それが薬の安定性、有効性、安全性に影響を与えます。この緊急のニーズに対応するため、テキサス A&M 大学の研究者たちは、小児用製剤の開発に 3D プリント技術を先駆的に使用しています。このプロジェクトは、テキサスA&M薬学部のイルマ・レルマ・ランゲル教授、暫定学部長のマンスール・A・カーン氏、薬学教授のジヤウル・ラーマン氏が主導している。この新しいカスタマイズされた投与ソリューションは、小児患者の年齢に応じて調整できるため、長期治療がより便利で手頃な価格になります。この研究は、国立衛生研究所（NIH）からの310万ドルの助成金の一部と、ユーニス・ケネディ・シュライバー国立小児保健・人間発達研究所（NICHD）の追加支援により、小児用トキソプラズマ症治療薬を3Dプリントする目的で実施された。

テキサス A&M 大学のこの画期的な技術は、3D プリントを使用して、ピリメタミン、スルファジアジン、葉酸の 3 つの薬剤を組み合わせた、用量調節可能な薬剤を作成します。研究チームは、レイノルズ医療科学ビル内で現地での医薬品製造を行っています。使用される技術の具体的な詳細はまだ完全には明らかにされていないが、カスタム小児用医薬品の製造には医薬品グレードの押し出し3Dプリンターまたは粉末床溶融結合（PBF）システムが使用される可能性が高い。

● 医薬品 3D プリントの分野では、薬物とポリマーの混合物の押し出しを調節することで薬物の投与量を正確に制御できるため、押し出しシステムが医療用に改造されることがよくあります。たとえば、Aprecia Pharmaceuticals の ZipDose テクノロジーは、同様のアプローチを使用して、FDA 承認の 3D プリントてんかん薬 Spritam などの速溶性でカスタム投与量の錠剤を製造しています。
● PBF 技術は、粉末結合によって錠剤を層ごとに構築し、複数の薬剤や制御放出機能を 1 つの錠剤に組み合わせることができます。研究および応用分野では、粉末ベッドシステムはパーソナライズされたマルチビタミンサプリメントの製造に使用されます。例えば、FabRx の研究者たちはこの技術を利用して、子供に適した味を隠した抗生物質を作成し、薬の服用を容易にしました。

△ マンスール・A・カーン教授

テキサスA&M大学によれば、この技術により、全国の病院がオンデマンドで小児用医薬品を製造できるようになり、トキソプラズマ症治療の個別化アプローチが再定義される可能性があるという。ラーマン教授は「小児用医薬品の3Dプリントが親の負担を軽減できることを願っています」と語った。実際、昨年も同様の抗ウイルス治療の3Dプリントプロジェクトが5年間で282万ドルの助成金も受けている。研究チームは、この技術によって在宅医療のコストが削減されるだけでなく、より信頼性が高く効果的な薬剤投与が保証されることを期待している。このモデルは他の病気にも応用でき、適切な小児用医薬品の選択肢がない病気に解決策を提供することができます。現在、多くの病気、特に希少疾患や感染症に対して、子供に適した薬剤の選択肢が不足しています。研究が進むにつれ、この開発は、生命を脅かす感染症に直面している若い患者にとって、より利用しやすく柔軟な薬物治療の選択肢を提供することに向けた重要な一歩となります。

「現在、小児の処方箋が届くと、成人用錠剤は変更され、調合されることが多い。こうした製品は、内容、安定性、生物学的利用能が評価されていないため、品質に疑問がある」とカーン教授は述べた。「先天性および後天性トキソプラズマ症の小児患者は、ピリメタミンとスルファジアジン、ロイコボリンを12か月以上投与する必要がある。小児の体重は時間とともに変化するため、投薬量の柔軟性が求められる。したがって、投薬量の柔軟性を備えたこうした配合製剤へのニーズは大きいが、現在市販製品が不足している」。テキサスA&M大学に入職する前、カーン教授はFDAの医薬品評価研究センターで部門長および上級生物医学研究科学者として勤務していた。

△ テキサス A&M 大学イルマ・レルマ・ランゲル薬学部

研究チームは、この研究の応用範囲を拡大するために、テキサス A&M 大学の他の学部との協力の機会を模索しています。たとえば、獣医学の研究者は動物のトキソプラズマ症に対する同様の治療法を研究する一方で、工学や材料科学の教員は、医療用途に求められる高い基準を満たすように印刷プロセスを完成させることができるかもしれません。この研究の影響は、単一の病気にとどまらず、医学に対する理解を再構築し、無駄を減らし、患者の転帰を改善し、世界中の医療へのアクセスを変革する可能性があります。

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