アレン研究所は宇宙で幹細胞を培養する実験に協力する
アラン・ボイル著
宇宙：幹細胞にとっての最後のフロンティア？シアトルのアレン細胞科学研究所は、同研究所の収集した細胞が、国際宇宙ステーションへの民間ミッションで初めて宇宙に送られると発表した。
アレン細胞コレクションに保管されているヒト人工多能性幹細胞（IPSC）は、テキサス州に拠点を置くアクシオム・スペースが主催する宇宙飛行で軌道上に送り込まれる20以上の実験の一つの焦点となる。元NASA宇宙飛行士のペギー・ウィットソン氏がAx-2ミッションの指揮を執る。これはアクシオムにとって2度目の宇宙ステーションへの旅となる。同乗するクルーには、テネシー州の企業幹部ジョン・ショフナー氏、サウジアラビアの宇宙飛行士アリ・アルカルニ氏とラヤナ・バルナウィ氏が含まれる。
SpaceX社のFalcon 9ロケットは、SpaceX Crew Dragonカプセルに搭乗した乗組員を軌道上に打ち上げ、ISSに1週間滞在する予定です。打ち上げは、フロリダ州にあるNASAケネディ宇宙センターで、日曜日の午後5時37分（東部標準時）（太平洋標準時午後2時37分）に予定されています。昨年のAx-1ミッションの乗客1人あたりの料金は約5,500万ドルでした。Ax-2の料金は発表されていませんが、おそらく同程度になるでしょう。
この幹細胞研究は、ロサンゼルスのシーダーズ・サイナイ医療センターの研究者が主導する、NASAの資金提供を受けた一連の実験の一環です。この実験は、宇宙でIPSCを培養し、治療目的で細胞のDNAを改変するという点で、新たな境地を開くものと期待されています。
多能性幹細胞は、心臓細胞や脳細胞など、体内のほぼあらゆる種類の細胞に分化する能力を持っています。研究者たちは、皮膚細胞などの通常の細胞を再プログラム化し、多能性幹細胞へと誘導する方法を解明しました。しかし、克服すべき課題はまだ残っています。
「iPS細胞をヒトの治療に用いる上での大きな課題は、十分な量を非常に高品質な状態で製造することです」と、シーダーズ・サイナイ病院の再生医療研究所およびスミット心臓研究所の生物学者で、共同主任研究者のアルン・シャルマ氏はニュースリリースで述べています。「私たちは、iPS細胞を数十億個単位で大量生産し、心臓機能の改善につながる可能性のある新薬の発見など、様々な用途に活用したいと考えています。」
幹細胞生産技術は向上しているが、研究者らは、重力による張力により、大量のIPSCが拡大・成長することが困難になる可能性があると述べている。
「重力は常にこれらの多能性幹細胞を地球に向かって引っ張り、圧力をかけ、他の細胞種への分化を促す刺激を与えますが、微小重力下ではその効果はもはや存在しません」と、シーダーズ・サイナイ理事会再生医療研究所のエグゼクティブディレクターであり、この実験の共同主任研究者であるクライヴ・スヴェンセン氏は述べています。「重力による細胞へのストレスがなくなったとき、細胞がより速く成長し、遺伝子変化が少なく、多能性状態を維持できるかどうかを検証したいのです。」
アレン細胞コレクションのIPSCには、特定の波長の光が当たると細胞の一部が光るように編集された遺伝子が搭載されています。
「このコレクションの本来の目的は、正常なヒト細胞内の主要な細胞小器官、つまり『部品』がどのように配置されているか、そして細胞が様々な機能を発揮したり、あるいは時間の経過とともに異なる細胞種になったりするにつれて、それらがどのように変化するかを理解することでした」と、アレン細胞科学研究所のルワンティ・グナワルダネ所長はニュースリリースで述べています。「この基盤を基に、私たちや他の研究者は、ヒト疾患などの様々な外乱が細胞にどのような影響を与えるかを探り、理解することができます。」
グナワルダネ氏は、自分と同僚たちは「このコレクションを作ったときには、細胞が宇宙に届くとは想像もしていなかった」と語ったが、シャルマ氏は、細胞の蛍光がシダーズ・サイナイ実験の重要な指標となるだろうと語った。
「宇宙へ旅立つこれらの細胞は、非常に優れた細胞株から採取されたものです。なぜなら、最も活性が高い時に緑色に光るのが見えるからです」とシャーマ氏は述べた。「これは、微小重力下で細胞がどれだけ健康であるかを示す、優れた視覚的指標です。」
アレン細胞科学研究所のゲノムエンジニアリングチームを率いるブロック・ロバーツ氏は、遺伝子編集された細胞によって科学者は「生きた細胞の中で、細胞の潜在能力や『幹細胞性』をリアルタイムで読み取ることができる」とGeekWireに語った。
シーダーズ・サイナイ研究チームは、細胞の効力の監視に加え、宇宙ステーションの無重力環境でDNAを細胞に効果的に導入できるかどうかを調査する予定だ。
Ax-2ミッションの終了時に、細胞は地球に帰還します。この実験とその後の研究が研究者の期待通りの結果になれば、研究および治療目的の幹細胞生産技術の向上につながる可能性があります。もしかしたら、この最後のフロンティアがバイオテクノロジーの新たなフロンティアになるかもしれません。
