心房細動(A-fib)は不規則で速い心拍を伴う病気で、世界で推定60 million人に影響すると考えられています。過去more than 30 yearsに新しい治療がほとんど出なかった理由の一つに、正確なヒト心臓モデルの不足がありました。
ミシガン州立大学のAitor Aguirreらのチームは、拍動するヒト心臓様オルガノイドを開発しました。研究は2020に始まり、オルガノイドはレンズ豆ほどの大きさで、心室や心房を思わせる部屋状構造と、動脈・静脈・毛細血管を備えた血管ネットワークを持ちます。
提供されたヒト幹細胞から作製し、Colin O’Hernらはマクロファージなどの免疫細胞を加えました。発達中の心臓ではこれらの免疫細胞が成長と形成を助けます。研究者らはオルガノイド内部に炎症を誘導してA-fibに似た不整脈を引き起こし、抗炎症薬でリズムが部分的に正常化することを示しました。結果はCell Stem Cellに掲載されました。
研究は、臓器に長く存在する自然免疫細胞が心臓の発達と拍動のリズムを導くことを示し、先天性心疾患の起源の一端を説明します。チームは炎症でオルガノイドを「老化」させ成人心臓に近づける手法も開発しました。現在は製薬やバイオテクノロジーと協力して不整脈や心臓安全性の化合物スクリーニングを進めています。研究にはMSUとWashington Universityの協力者が関わり、National Institutes of Health、National Science Foundation、Corewell Healthなどの支援を受けています。
Aguirreは将来、患者の細胞から作る個別化心臓モデルを精密医療に役立て、いつか移植可能な心臓組織を作ることを目指すと述べています。
難しい単語
- オルガノイド — 小さな三次元のミニ臓器模型心臓様オルガノイド
- マクロファージ — 体内で異物を取り除く免疫細胞
- 炎症 — けがや感染で起こる体の反応
- 不整脈 — 心臓の正常でない拍動のリズム
- 抗炎症薬 — 炎症を抑えるための薬
- スクリーニング — 多数の物質を試す検査化合物スクリーニング
- 先天性心疾患 — 生まれつきの心臓の病気
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ディスカッション用の質問
- 患者の細胞から作る個別化心臓モデルは、どのように精密医療に役立つと思いますか?具体例を挙げて説明してください。
- オルガノイドを使った化合物スクリーニングは薬の安全性評価にどんな利点と限界があるでしょうか?
- 将来、移植可能な心臓組織を作ることについて、技術面や倫理面での課題は何だと思いますか?