あなたの消化管では何が起こっているのでしょうか？ まあ、大まかなことは分かっていますが、腸内とそこに生息する微生物が様々な健康問題に重要な役割を果たしているという証拠が積み重なっています。バイオテクノロジーのスタートアップ企業であるPersephone Biosciencesは、1500万ドルの資金と大量の糞便を投入し、ヒトマイクロバイオームのライブラリを構築し、消化促進から深刻な病気の予防まで、あらゆる効果をもたらす可能性のある有益な生命体のベストリストを作成しています。
かつては限定的で高価だった高速遺伝子配列解析ツールの民主化は、新世代のバイオテクノロジー企業と治療法を育んできました。今回のケースでは、マイクロバイオーム（体内や体表に生息し、互いに利益をもたらすために様々な役割を果たす、しばしばそれぞれ異なる微生物群）がどのように人それぞれに異なるのか、そしてその違いが私たちの健康にどのような影響を与えるのかを詳しく調べています。
共同設立者のステファニー・カラー氏はジェノマティカ社で遺伝子研究に携わっていた経歴の持ち主で、同社ではバクテリアを改良し発酵によって通常は石油由来の化学物質を生産する研究に取り組んでいた。
「遺伝子工学には5年かかりましたが、うまくいきました。細菌を遺伝子操作する方法の青写真を描くことができました」と彼女は語った。「今、私たちは同じツールを使って似たようなことを行っています。以前は単一の微生物をマッピングしていましたが、今は複数の微生物をマッピングし、腸内バイオーム全体の精密なマップを作成しています。」
この分野には根本的な理解が欠如していると彼女は説明した。多くのプロセスに関与しているという証拠があるにもかかわらず、マイクロバイオームが疾患の進行、治療薬の有効性、免疫システムの発達、さらにはアレルギーといった問題にどう影響するかといった疑問に答えるには、これまでデータが不十分だった。その理由の一つは、十分な研究材料を集めるのが難しいことだ。
同社は、健康な人からさまざまな病気にかかっている人まで、多数の人々から糞便サンプルを苦労して収集し、独自に収集した大規模なデータセットで機械学習モデルをトレーニングした。
「便のサンプルを提供するのは簡単ではありません。偏見があるんです」とカラー氏は説明した。「だから、どうすれば簡単にできるのかということに着目しました。Yコンビネーター（2018年の私たちのお気に入りの一つ）から得た初期資金によって、インフラを開発し、大量の患者データを取得することができました。」
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サンプル内の微生物は分離、配列決定、カタログ化され、そのデータは血液検査、行動、投薬など、他の多くの健康記録と統合されました。機械学習は、このようなノイズの多いデータセットを効率的に選別する方法であり、調査する価値のあるパターンと、カラー氏が「スーパーヒーロー」と呼ぶ微生物群の両方を特定しました。
例えば、大腸がんと診断される数年前から、ある種の菌株や機能的な細菌が腸内で死滅していることがあります。その理由は誰にも分かりませんが、そのような早期マーカーが命を救うためには、その理由を知る必要はありません。もしその細菌を復活させることができたらどうでしょうか？それは、治療や予防に良い影響を与える可能性が非常に高いのです。
「あなたと私は同じ細菌の異なる株を持っているかもしれませんが、望ましい機能については共通の認識があります」とカラー氏は述べた。「しかし、疾患研究では、それらの機能が全く欠落していたり、別の恐ろしい株を持っている可能性があります。」
「年齢を重ねるにつれて、食生活は変化し、病気になり、抗生物質を服用するようになり…マイクロバイオームは消滅し始めます」と彼女は続けた。「私たちは、あらゆる微生物を集めようとしています。私たちのデータに基づいて訓練された、すべての人に必要な、コンセンサスに基づいた、万能の微生物群。それがプロバイオティクスの新しいカテゴリーとなる、スーパーピルなのです。」
しかし、実際はもう少し複雑だとカラー氏は説明した。年齢層や状況によってニーズは異なるだろうが、スーパーヒーローセットは誰にとっても役立つだろう（そして決して害にはならないだろう）。
すでに市販されているプロバイオティクスの錠剤や飲料とどう違うのか疑問に思うかもしれません。確かに、それらは一部の人にとっては役立つかもしれませんが、実のところ、私たちの身近な微生物とは全く異なるものです。
「市場に出回っているものの多くは、100年以上前に発見されたレガシー菌株で、その多くは乳製品由来です。これらは腸内マイクロバイオームの本来のメンバーではありません。150種類の製品を分析した結果、健康なマイクロバイオームと重複する菌株はわずか29種類でした」とカラー氏は述べた。（スーパーヒーローはいない。）
彼らが特定した数千もの候補物質と比較してみましょう。それらはすべて人間から直接採取されたもので、しかも最近採取されたものなので、現代の食生活などを反映しています。1世紀前に誰かが牛乳の中で見つけた生き物ではなく、実際に人間から採取した最高の品種の動物を入手できるのです。
Persephoneには大きく分けて2つの方向性があり、同社はどちらも来年中に実現させたいと考えています。より容易なのはプロバイオティクスサプリメントです。FDA（米国食品医薬品局）による試験と「一般的に安全と認められる」という認定さえ受ければ、この認定は完了します。これは、一般的な健康効果が示唆されているものの、何かを治すといった治療効果を謳っていない他のサプリメントと同じ扱いです。
これらのサプリメントは、まず小児への使用をターゲットとしています。帝王切開、抗生物質、粉ミルクなどの影響で、腸内細菌叢が不完全な乳児がますます増えているからです。これらのサプリメントは確かに有用ですが、腸内環境を悪化させる作用があるように思われ、アレルギーの急増など、様々な問題の一因となっている可能性があります。常温保存可能な液体プロバイオティクス添加剤は、新米の親御さんのベビーバッグに必ず入れておくべき定番アイテムとなるでしょう。
乳児の腸内細菌叢についてはさらなる検査が必要であり、Persephoneは乳児の健康に関する新たな大規模なパートナーシップと、その精度向上を支援するための新たな全国調査を近日中に発表する予定です。幸いなことに、「赤ちゃんの便の採取は非常に簡単です」とカラー氏は言います。むしろ、親たちはサンプルを多すぎるほど持っています。
同社は、これらの微生物が影響を及ぼす可能性のある過敏性腸症候群（IBS）や炎症、その他の問題の緩和といった特定の用途を研究しながら、対象を徐々に高齢者や成人にまで拡大していく予定だ。
ペルセフォネが並行して取り組んでいるもう一つの方向性は、微生物をがん治療に応用することです。微生物は免疫療法薬の効果を高める可能性があると理論づけられています。これは、臨床試験を通じてFDAのより厳格な承認を得る必要があるタイプのものです。
「今後1年半で臨床応用を目指しています。肺がんに関しては、2024年には確実に臨床応用できるでしょう」とカラー氏は述べた。「腫瘍学の領域を超えて、私たちは腸脳相関に非常に興味を持っています。これらのスーパーバグ（つまり、ウイルスではなく、スーパーヒーロー微生物）は、あらゆる疾患にとって重要なのです。」
さらに、Ginkgo Bioworksとの新たな合成生物学技術に関する共同研究や、ジョンソン・エンド・ジョンソンとの大規模研究ARGONAUT（腸管免疫軸とがんの検出・治療のためのバイオマーカーを調査）も進行中です。同社は多くの研究に取り組んでおり、今後Persephoneを活用した研究が頻繁に登場するようになっても驚かないでください。
この進展により、First Bight VenturesとPropel Bio Partnersが共同で主導し、Y Combinator、Fifty Years、Susa Ventures、アメリカがん協会のBrightEdge Fund、Pioneer Fund、ZhenFundが参加した、1,500万ドルのシードラウンドが実現しました。
