mRNA吸入遺伝子治療のための脂質ナノ粒子のエアロゾル化、バイオセンシング応用のためのエアロゾル化ナノボット、および生物化学兵器禁止条約に関する懸念
アナ・マリア・ミハルチェア医学博士
2024年5月25日
最近、ナノ粒子のエアロゾル化は、遺伝子治療のmRNA応用の成功経路として発表されています。
マイクロ流体プラットフォームがmRNA吸入のための脂質ナノ粒子のシアレス・エアロゾル化を可能にする
遺伝子治療に肺の広い表面積を利用することで、吸入経路は送達に明確な利点をもたらす。振動メッシュ技術を採用した臨床用ネブライザーは、液体医薬品をエアロゾルに変換するための標準的な選択肢である。しかし、吸入によってmRNAを送達するには、せん断力によるナノ粒子の深刻な損傷など、限界がある。ここでは、脂質ナノ粒子の構造的・物理化学的完全性を保持し、mRNAの呼吸器系への安全かつ効率的な送達を可能にするマイクロ流体エアロゾル化プラットフォーム（MAP）を紹介する。我々の結果は、粒子の凝集、mRNAのカプセル化の損失、ナノ粒子の形態の変形などの問題を回避できることから、従来の振動メッシュ・ネブライザーよりもMAPが優れていることを実証した。特筆すべきは、マイクロ流体装置によって生成されたエアロゾル化ナノ粒子は、さまざまな細胞株でトランスフェクション効率の向上につながったことである。このエアロゾル化ナノ粒子をマウスに吸入させたin vivo実験では、毒性の観察可能な兆候なしに、肺特異的mRNAトランスフェクションが成功した。このMAPは、エアロゾル化ナノ粒子の正確で効果的な送達を可能にし、肺遺伝子治療の進歩を示すかもしれない。
また、2018年のMITのニュースでは、水溶液に溶解し、エアロゾル化も可能なナノロボットについて議論されていたこともわかっている。私は研究において、ナノ・マイクロロボットとC19 mRNA送達システムが明らかに関連していることを示した。実際、これらのマイクロロボットやナノロボットはC19バイアル瓶の中で研究者たちによって目撃され、現在ではC19ワクチン未接種血液の中でも目撃されている。
C19未注射血液-4000倍までの暗視野生血液分析が示すナノボットのポリマーネットワークの自己組織化
次の記事で説明するように、C19未注入血液に見られるマイクロロボットを紹介しよう：
ビデオ C19未注入血液を操作するマイクロロボット - AM Medical LLCクリニックにて2024年撮影。
細胞サイズのロボットは環境を感知できる
マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者たちが、環境を感知し、データを保存し、計算作業までこなす、これまでで最小かもしれないロボットを開発した。人間の卵細胞ほどの大きさのこれらのデバイスは、コロイドと呼ばれる極小粒子におんぶに抱っこで、二次元材料で作られた極小電子回路で構成されている。
コロイドとは、10億分の1から100万分の1メートルの不溶性の粒子や分子のことで、非常に小さいため、液体中や空気中でさえも無限に浮遊し続けることができる。研究者たちは、この小さな物体を複雑な回路に結合させることで、人間の消化器系から石油やガスのパイプラインに至るまで、診断の旅をするために分散させたり、化学処理装置や精製所内の化合物を測定するために空気中を漂わせたりすることができる装置の基礎を築きたいと考えている。
「私たちは、完全な無傷の電子回路をコロイド粒子に移植する方法を見つけたかったのです」と、MITのカーボン・C・ダブス化学工学教授で、この研究の主執筆者であるマイケル・ストラノは説明する。MITのポスドク、ヴォロディミール・コマンが論文の筆頭著者である。
「コロイドは、他の物質にはできない方法で環境にアクセスし、移動することができます。例えば、ホコリ粒子は空気中に無限に浮遊することができる。なぜなら、ホコリ粒子は十分に小さいため、衝突する空気分子によるランダムな運動が重力よりも強いからである。同様に、液体に浮遊するコロイドは決して沈殿しない。
ストラノによれば、他のグループも同様の小型ロボット・デバイスの作成に取り組んでいるが、彼らが重視しているのは、動きを制御する方法を開発することであり、例えば、いくつかの微生物が自走するために使用する尾のような鞭毛を複製することである。というのも、鞭毛やその他の細胞運動システムは、大きな動きというよりは、局所的な位置決めに使われることが多いからだ。ほとんどの目的のためには、このような装置をより機能的にすることの方が、移動できるようにすることよりも重要なのだ、と彼は言う。
マサチューセッツ工科大学（MIT）のチームが製作した小型ロボットは、外部電源や内蔵バッテリーさえ必要としないセルフパワー型である。単純なフォトダイオードが、小さなロボットの回路が計算や記憶回路に必要な電力を供給する。これだけで、ロボットは環境に関する情報を感知し、そのデータをメモリに保存し、任務達成後にデータを読み出すことができる。
このような装置は、最終的には石油・ガス産業にとって恩恵となるだろう、とストラノは言う。現在、パイプラインの漏れやその他の問題をチェックする主な方法は、作業員がパイプに沿って物理的に運転し、高価な機器を使って検査することである。原理的には、新しい装置はパイプラインの一方の端に挿入され、流れに沿って運ばれ、もう一方の端で取り外される。初期の概念実証装置には、特定のデータ読み取り位置を示すタイミング回路がなかったが、これを追加することは現在進行中の作業の一部である。
同様に、このような粒子は体内の診断目的にも使用できる可能性がある。例えば、消化管を通過して炎症やその他の病気の兆候を探すことができる、と研究者たちは言う。
シリコンベースやCMOSなどの従来のマイクロチップのほとんどは、平らで硬い基板を持ち、環境中を移動する間に複雑な機械的応力を経験する可能性のあるコロイドに取り付けられた場合、適切に機能しない。加えて、そのようなチップはすべて「非常にエネルギーを消費する」とストラノは言う。そこでコマンは、グラフェンや遷移金属ジカルコゲナイドなどの二次元電子材料を試してみることにした。また、このような薄膜エレクトロニクスに必要なエネルギーはごくわずかである。「サブボルトの電圧でナノワットの電力を供給することができます」とコマンは言う。
こちらは、C19ワクチン未接種の血液の中にいるロボットの一部で、優れた操縦能力を持っている：
ビデオ C19の未注入血液と自己組織化ポリマーを操作するマイクロロボット - 2023年、AM Medical LLCのクリニックにて撮影。
ナノボットのエアロゾル化が生物兵器として悪用される可能性があることを考えると、これは非常に興味深い考察である。
エアロゾル化ナノボット： 健康安全保障のための虚構と事実の区別-弁証法的見解
最近、ナノボットセンサーをエアロゾル化し、さまざまな空気中の化学物質を検出するために配備することができると報告された1。このような能力は、医療において有用であることは明らかであり、環境中の毒素を検出する（工業用地の有害な汚染を警告するナノスカラー「カナリア」として機能する）、および／または公共と軍事の両方の環境で採用される可能性のある脅威認識システムとして有益である2。
ナノスカラー・ロボティクスは、センサーとレシーバー・デリバリー・デバイスの両方として使用することができ、これらの技術の制御可能性により、生物体内での指向性活動を可能にする。このようなデバイスは、異なるセンス・アンド・エンゲージ・システムとして連動して作動するか、センス・モードとデリバリー・モードの両方を備えた単一デバイスとして作動するかのいずれかで、生物学的ターゲットの分子的・化学的特性を評価、反応、修正するために採用される可能性がある。最近の研究が示しているように、これらのアプローチは、組織、臓器、身体全体の状態をより正確にモニターし、サブ細胞から全身、器官に至るまで、さまざまなスケールで生体組織やシステムの構造や機能を変化させるために、臨床治療に用いることができる。確かに、病気や傷害を評価し治療するための、よりきめ細かな方法とツールを提供するという点で、この技術の現在および近い将来の能力には大きな価値がある1-3。
しかし、我々は、エアロゾル化可能なナノ材料とデバイスの開発には、公衆衛生とバイオセキュリティーに対する、検討、対処、および制約を必要とする明確なリスクも存在すると仮定する。エアロゾル化ナノボットは、現行の生物・毒素兵器禁止条約（BWC）や化学兵器禁止条約（CWC）の規定を回避するために使用される可能性がある。これらの装置は、部分的または完全に自律的であり、特定の生物学的標的を特定したり影響を与えたりする可能性のある情報を保存することができる。また、スプレー機構やその他の推進剤を用いて拡散させれば、さらに遠くまで拡散させることができる。その大きさ（および「プログラム可能性」）により、無防備な身体空間に容易に侵入し、防護具を貫通することができる。重要な制限要因は、ナノボットの動作に必要なエネルギーである。ナノボットが蓄積されたエネルギー（例えば、組み立て時や放出時のエネルギー）に依存する場合、現在のナノロボット・システムは広範なエネルギー蓄積能力を持たないため、エネルギー需要が機能耐久性を制約することになる。
しかし、環境から（例えば熱伝導や変換を介して）、あるいは非ロボットナノ材料との相互作用を介してエネルギーを収集できるナノロボット・システムは、そのような制約を効果的に減少させることができる。同様に、ナノテクノロジーと合成生物学（例えば、CRISPR-Cas9遺伝子編集6,7、ウイルスの合成に関する情報の利用8,9）の融合は、新しい、そしてますます強力な、病的または致死的な合成微生物または化学生物ハイブリッドを提供する、より効果的な能力につながる可能性がある。これらをカスタマイズすることで、兵器化可能な新種の薬剤を作り出すことができ、その新しさゆえに、既存の規制機関では監視も認識もされず、公衆衛生やバイオセキュリティの活動でも予測されない。
確かに、兵器化されたナノボットが負う能力の多く（例えば、運動、情報の収集と保存、プログラム可能性、エアロゾルによる拡散、無防備な体腔への侵入能力、防護具を貫通する能力）は、現在存在する生物製剤ですでに可能である。しかし、ナノテクノロジーのある側面は、さらなる能力をもたらす。その代表的な例が、ナノテクノロジーは化学物質（例えば、シリコン、金属元素、長鎖および分岐ポリマー）とメカニズム（例えば、電気機械的および光学的情報およびエネルギー処理）を含み、生物学的とは根本的に異なるということである。生物学的システムは、（多くの）ナノテクノロジーの機能や能力を認識し、干渉するようには進化していない。したがって、ナノデバイスは、単独の兵器として、あるいは現存する生物化学兵器の戦力増強剤として、新たな脅威をもたらす可能性がある。このような新兵器を開発する可能性は、特定の事象に微妙な影響を与えたり、より広くは、大規模な紛争やグレーゾーンの行動で優位に立つためのオーバーマッチ能力を提供することを意図する敵対勢力の目を逃れることはできないだろう。ナノ物質のエアロゾル化に採用されたのと同様の能力を持つ国家や独立した非国家の研究所であれば、この研究結果を比較的容易に再現できるだろう。
要約
遺伝子治療のためのmRNA脂質ナノ粒子技術は、生体系への導入に成功している。また、ナノロボットが水溶液やエアロゾルに展開されていることも分かっている。この2つの応用は、前回の記事で取り上げたこれらの技術の兵器化をもたらす。私の研究からは、これらのナノ・マイクロロボットが誰の血の中にもあるように、すでに兵器化されていることがわかる。私は、エアロゾルによる遺伝子組み換えとナノロボティクスがすでに兵器化の対象として検討されていることを前面に出したい。私の戦略は、テクノロジーの構成要素を無効化することである。
