Development of
Microbiome
Therapeutics
マイクロバイオーム治療の開発へ

バイオパレットは、ゲノム編集によって育種・改変した細菌を活用してマイクロバイオーム(細菌叢)の制御を実現し、
マイクロバイオーム治療における世界のリーディングカンパニーとなることを目指しています。
Bio Palette aims to become a world-leading company in the field of microbiome therapeutics,
utilizing genome-edited bacteria to control microbiome (bacterial flora).

マイクロバイオーム治療とは What is Microbiome Therapeutics?

ヒトの健康状態や特定の疾患と関わりが深いマイクロバイオームを適切にコントロールする治療法が、
次世代医療のひとつとして注目を集めています。
Therapeutics that properly controls microbiome, which is closely related to human health and specific diseases,
has been attracting attention as one of the next-generation medical treatments.

ヒトの体にはヒトの細胞よりも多くの細菌が共生しており、その数は数百兆個とも言われています。これらの細菌は、腸管、口腔、皮膚、鼻腔、生殖器などの外部環境と接する部位において、細菌叢(マイクロバイオーム)と呼ばれる群集を形成して存在しています。この10年ほどの間に世界中でマイクロバイオームの研究が進展し、マイクロバイオームがヒトの健康状態や特定の疾患と深く関連していることが分かってきました。 The human body contains more bacteria than human cells, and there are hundreds of trillions of bacteria living in the human body. These bacteria form communities called “microbiome” at sites in contact with the external environment such as gut, oral, skin, nasal cavity, or genitals. Over the past decade, advances in the study of microbiome around the world have led to the discovery that microbiome is closely linked to human health status and specific diseases.

このような科学的なデータを基に、マイクロバイオームを適切にコントロールすることで、ヒトの健康状態の改善や疾患の予防に役立てようという考え方が広まってきています。さらに、先端技術を活用してマイクロバイオームの調整・改変に積極的に介入し、疾患の治療を行うことが試みられるようになりました。このようなマイクロバイオームに着目した疾患治療が「マイクロバイオーム治療」であり、次世代医療のひとつとして注目を集めています。 Based on these scientific data, the idea that microbiome can be used for the improvement of human health status and the prevention of disease through adequate control of microbiome is gaining ground. Furthermore, various attempts have been made using cutting-edge technologies to actively intervene in the regulation and modification of microbiome to treat diseases. Microbiome therapeutics is a new type of disease treatment that focuses on microbiome, and has been attracting attention as one of the next-generation medical treatments.

What is Microbiome Therapeutics?

研究開発が進んでいるマイクロバイオーム治療の手法としては、従来の医薬品と同様に低分子やペプチドを投与することはもちろん、有用な細菌を単離して細菌製剤として投与することが主流となっています。また、近年ではより先端的な手法として、細菌を遺伝子改変することも試みられています。 In addition to the administration of small molecules or peptides as in the case of conventional medicines, the popular approach of microbiome therapeutics is to isolate useful bacteria and administer them as bacterial preparations. In recent years, more advanced methods of genetically modifying bacteria have also been investigated.

バイオパレットでは、塩基編集(切らないゲノム編集®)を活用してマイクロバイオームを構成する細菌を精密に遺伝子改変し、細菌製剤として投与するマイクロバイオーム治療の実現を目指しています。 Bio Palette aims to realize novel microbiome therapeutics, in which the bacteria that make up the microbiome are precisely genetically modified by base editing (“Non-cutting” genome editing) and administered as bacterial preparations.

マイクロバイオーム治療の潮流 Race for Commercialization

細菌を用いたマイクロバイオーム治療は「Living Medicine」とも呼ばれ、
この新たな治療モダリティの実現に向けた開発が世界各国で進められています。
Microbiome therapeutics utilizing microbes, known as "living medicine,"
are being developed in many countries to realize this new modality of treatment.

マイクロバイオーム治療には、2010年頃から米国を中心としてベンチャー企業などが取り組むようになりました。それらのベンチャー企業への投資額は年々増大しています。メガファーマや世界的な食品・飲料企業もマイクロバイオーム治療の分野へ注目し、ベンチャー企業と共同で研究開発を行うなど、産業化に向けた動きが活発化しています。 Around 2010, a number of start-up companies, mainly in the United States, began to engage in the development of microbiome therapeutics. The amount of investment in these start-ups has been increasing every year. Mega-pharma and global food and beverage companies also became interested in the field of microbiome therapeutics, and there has been a growing trend toward commercialization.

米国においては、野生型の腸内細菌を投与するマイクロバイオーム治療が後期臨床試験の段階まで進んでおり、医薬品としての製品上市が目前となっています。細菌を用いるマイクロバイオーム治療はLiving Medicineとも呼ばれ、新しい治療モダリティが誕生することになります。 In the United States, one of the microbiome therapeutics using wild type intestinal bacteria has advanced to the late stage of clinical trials and is on the verge of being commercialized as a pharmaceutical product. Microbiome therapeutics using bacteria, known as “living medicine”, means the birth of a new modality of treatment.

Race for Commercialization

野生型細菌を利用する手法を第一世代とすると、近年ではより先端的な手法として、遺伝子組換え細菌を用いる「第二世代のLiving Medicine」の開発も進められています。DNAをデジタル情報として解析して微生物を設計・創出する合成生物学のプラットフォームにより、疾患治療のためにプログラムされた細菌が創出されるようになってきました。合成生物学とマイクロバイオームの融合が、マイクロバイオーム治療における最新の潮流であると言えます。 In addition to the first generation of living medicine using wild type bacteria, we have seen the development of the second generation of living medicine using genetically modified bacteria. Bacteria programmed for the treatment of diseases are created by taking advantages of synthetic biology platform to design and create microorganisms by analyzing DNA as digital information. The fusion of synthetic biology and microbiome is the latest trend in the development of microbiome therapeutics.

バイオパレットでは、ゲノム編集を利用してこの潮流の最先端を切り拓いていきます。 Bio Palette is at the forefront of this trend, with its proprietary genome editing technology.

塩基編集が拓く
新たなマイクロバイオーム治療
Advantages of Base Editing

DNA二本鎖の切断を伴う「切るゲノム編集」と比べて、「切らないゲノム編集®」である塩基編集は細胞毒性が低く、
細菌の遺伝子編集に適した技術です。
Compared to "Cutting” genome editing that involves DNA double-strand breaks,
base editing is a technology with low cytotoxicity and is suitable for bacterial gene editing.

ゲノム編集は合成生物学の発展を加速させる基盤技術であり、特に微生物改変においては塩基編集が強力なツールとなります。DNA二本鎖の切断を伴う「切るゲノム編集」と比べて、「切らないゲノム編集®」である塩基編集は細胞毒性が低く、細菌の遺伝子編集に適した技術です。バイオパレットでは、「塩基編集による細菌の育種・改変」を独自のプラットフォームとしてLiving Medicineの創出を行います。バイオパレットの塩基編集技術(Target-AID®、Target-G®)では、遺伝子組換え技術と異なり、外来遺伝子を挿入することなく細菌の遺伝子改変が可能であり、例えば次のような細菌育種が考えられます。 Genome editing is a fundamental technology that accelerates the development of synthetic biology, and base editing is a powerful tool in the field of microbial modification. Compared to genome editing with DNA double-strand breaks, base editing is a technology with low cytotoxicity and is suitable for bacterial gene editing. Bio Palette is creating a living medicine based on its unique platform "breeding and modification of bacteria by base editing". Unlike genetic recombination, Bio Palette’s base editing technology (Target-AID®, Target-G®) allows for the genetic modification of bacteria without the insertion of foreign genes, and is expected to be applied for the following types of bacterial breeding:

  • ・体に良い影響を与えている細菌(善玉菌)を強力にする
    (特定物質の生産量向上)
  • ・体に悪い影響を与えている細菌(悪玉菌)を弱力にする
    (特定遺伝子のノックアウト)
  • ・細菌のマイクロバイオームへの定着性を改善する
  • -Enhancing good bacteria that have positive effects on the body
    (increase of production of specific substances).
  • -Weakening bad bacteria that have negative effects on the body
    (knockout of specific genes)
  • -Improving bacterial colonization of microbiome
Advantages of Base Editing

マイクロバイオームの解析技術も進展しており、マイクロバイオームを菌レベルのみならず、ゲノムレベルの情報として捉えることができるようになってきました。ゲノムレベルのマイクロバイオーム情報を基に治療に最適な細菌をゲノム編集(塩基編集)によって創出する、これがバイオパレットの目指す「第三世代のLiving Medicine」です。 With the advancement of microbiome analysis technology, Bio Palette aims to develop therapeutically optimal bacteria by genome editing (base editing) based on microbiome information at genome level, not only at bacterial level. This is the third generation living medicine that Bio Palette is striving to realize.

バイオパレットでは、マイクロバイオームの中でも口腔および皮膚を戦略的注力分野と定め、革新的なマイクロバイオーム治療の開発を目指します。 Bio Palette has set oral and skin microbiome as its initial strategic areas for the development of innovative microbiome therapeutics.

第一世代 Living Medicine 野生型細菌 善玉菌を投与
第二世代 Living Medicine 遺伝子組換え細菌 外来遺伝子を挿入することで、細菌が元来
有していない機能を付与して投与
第三世代 Living Medicine ゲノム編集細菌 外来遺伝子を挿入することなく、細菌が元来
有している機能を改変して投与(※)
・善玉菌を強力にして投与
・悪玉菌を弱力にして投与
1st generation
living medicine
Wild type bacteria Administer good bacteria
2nd generation
living medicine
Genetically modified bacteria
(Gene recombination)
Administer bacteria with new functions acquired by insertion of foreign genes
3rd generation
living medicine
Genome-edited bacteria Administer bacteria with modified original functions without inserting foreign genes (*)
-Enhancing good bacteria
-Weakening bad bacteria

※当社が有するTarget-Switch(相同組換えを誘発するゲノム編集技術)を利用すれば、外来遺伝子を挿入して遺伝子組換え細菌を創出することも可能。Target-Switchでは遺伝子の挿入位置を制御できることから、従来の遺伝子組換え技術と比較して効率的な遺伝子組換え細菌の創出が期待される。

*Using our Target-Switch (genome editing technology which induce homologous recombination), we can create genetically modified bacteria by inserting foreign genes. Compared to conventional genetic recombination techniques, Target-Switch allows the insert position of genes to be controlled, which is expected to lead to more efficient creation of genetically modified bacteria.

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