磁場で導く幹細胞マイクロロボットが脊髄を修復 ^{CEFR B2}

脊髄損傷は神経細胞の再生がほとんど起こらず、瘢痕組織が神経線維の伸長を阻むため、重度で長期の機能障害を引き起こします。従来は移植した幹細胞に電気刺激を与える研究が行われますが、埋め込み型の電極やケーブルが必要で、生着しない場合もあります。

チューリッヒのチームはNature Materialsで、幹細胞と磁気電気変換ナノ粒子を結合したバイオハイブリッドなマイクロロボット「NPCbot」を報告しました。NPCbotはiPS細胞由来の神経前駆細胞（NPCs）と、内層が磁場に応答し外層がその応答を電気信号に変える二重構造のナノ粒子から成ります。1平方センチメートルのラボオンチップ上で製造し、準備は短時間（約30分）で直径約6マイクロメートルの個体が得られます。研究者はスケールアップのために複数のラボオンチップを並列稼働させています。

ゼブラフィッシュ幼生に投与すると、磁場で誘導・刺激されて魚は投与後3日でほぼ正常な泳ぎを示しました。完全切断マウスでも28日後に損傷部位で神経再接続が見られ、歩行、歩幅、協調性、探索行動が有意に改善しました。治療は良好に耐えられ、副作用や免疫反応の証拠はありませんでした。

ナノ粒子は磁気信号を直接電気インパルスに変換するため埋め込み電極が不要になり、誘導は低侵襲で精度が高いとされます。しかし粒子の長期的な分解・排出過程や、人での最適な磁場と刺激時間の検証は必要です。研究チームは心臓病学や腫瘍学、創傷治療などへの応用可能性も示唆しています。