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幹細胞はサルの損傷した心臓の修復に役立ち、人間での試験も進行中

幹細胞はサルの損傷した心臓の修復に役立ち、人間での試験も進行中
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ヒト胚性幹細胞から研究室で培養された心臓細胞は、マカクザルの失われた心機能を回復させる可能性がある。人間にも同じ効果があるのだろうか？（UW Medicine、YouTubeより）

医学研究者たちは、ヒト胚性幹細胞由来の心筋細胞を用いて、マカクザルの損傷した心臓の機能を回復させることに成功しました。そして今、彼らはヒトにも同様の成果をもたらせようとしています。

本日ネイチャー・バイオテクノロジー誌に詳細が発表されたこの技術は、早ければ2020年にも人間を対象とした臨床試験に入る可能性があると、ワシントン大学医学部幹細胞・再生医療研究所所長で研究主任著者のチャールズ・マリー氏は述べた。

「私は1984年から研究に携わっていますが、これは心不全の治療においてこれまで見てきたものよりも優れた効果を発揮しました」と彼はGeekWireに語った。

これは重大な問題です。心不全は世界中で主要な死因の一つだからです。ここで言う心不全とは、心臓が突然止まることではありません。心臓の血液を送り出す能力に悪影響を与える心血管系の損傷のことです。

約650万人のアメリカ人が心不全を患っています。患者は時間の経過とともに衰弱し、疲労感や息切れが増す傾向があります。心不全を発症した人の半数は5年以内に死亡します。

「すべての治療法は症状を治療するもので、根本的な原因を治療するものではありません」とマリー氏は言う。

根本的な原因を治療するには、損傷した細胞を置き換える新しい心筋を構築することが必要になります。20年前にヒト胚性幹細胞を分離・培養する技術が開発されたことが、マリー氏とその同僚たちがまさにそのような筋肉増強戦略に取り組むきっかけとなりました。

胚性幹細胞は、体内のほぼあらゆる種類の細胞に分化する能力を有しており、新たな再生医療への期待が高まっています。しかし、これらの細胞に望みどおりの働きをさせるのは非常に困難でした。

「15年間、私は皆に、これが臨床開始から5年後だと言い続けてきました」とマリー氏は語る。「この仕事を始めた時は、自分が何をしているのか全く分かっていませんでした。」

研究室のチャールズ・マリー
ワシントン大学の心臓専門医チャールズ・マリー氏が研究室にチェックインする。（UW Medicine、YouTube経由）

研究チームはマウス、次にラット、モルモット、そして最近では人間の生理機能に最も近い動物モデルの一つと考えられているマカクザルで実験を行った。

新たに報告された実験では、研究者らは9匹のサルに心臓発作を誘発し、その結果生じた心臓機能の低下を測定した。

標準的な測定は、心臓の左心室から1回の拍動でどれだけの血液が送り出されているかを調べるものです。これは駆出率として知られています。発作を起こしたサルでは、駆出率が約65%から40%に低下しており、これは心不全とみなされます。

この実験の重要なステップは、ヒト胚性幹細胞を利用して数十億個の心筋細胞（心筋細胞）を作製することだった。心臓発作から2週間後、一部のサルには心臓の瘢痕組織周辺の領域にこれらの心筋細胞が注入された。他のサルには、細胞を含まない注入のみが行われた。

サルは、免疫システムが注入された人間の細胞と戦わないようにするために薬物治療を受けた。

治療から4週間後、ヒト細胞を投与されなかったサルの状態は変化がなかった。しかし、ヒト細胞を投与されたサルでは、駆出率がほぼ50%に改善した。さらに、研究者たちは、新しい細胞が心臓の瘢痕組織内に実際に定着したことを示す証拠を確認した。

治療を受けたサル2匹と治療を受けなかったサル1匹は、回復の進行状況を確認するため、さらに2ヶ月間追跡調査されました。3ヶ月後の時点で、治療を受けなかったサルはわずかに状態が悪化していましたが、治療を受けたサル2匹の駆出率はそれぞれ61%と66%でした。これらはほぼ正常値です。

マリー氏は、この実験は、ヒト胚性幹細胞由来の細胞が心臓の回復を助けることができるかどうかという長年の疑問に答えるものだと述べ、「答えは明確にイエスです」と続けた。

おそらくシアトル地域から始まることになるが、人間に対する臨床試験の基盤を築くにはあと2年ほどかかるだろうと彼は見積もった。

一つの問題は、注入された細胞に対して人の免疫系がどのように反応するかという点です。遺伝子編集された細胞はこうした懸念を軽減できる可能性がありますが、マリー氏は心臓病患者のために全く同じ細胞をカスタム設計する必要はないと考えています。その方法を取るには、法外な費用がかかると彼は言います。

その代わりに、マリー氏は、中程度の免疫抑制しか受けていないどんな患者にも移植できる、冷凍された「既製の」細胞を保管した細胞バンクを構想している。

「私たちのアプローチは、O型血液のような血液を作ることです」とマリー氏は述べた。彼は、シアトルに拠点を置くベンチャー企業で最近アステラス製薬に買収されたユニバーサル・セルズが、遺伝子編集されたユニバーサルドナー細胞を作成するための同様の戦略に既に取り組んでいることを指摘した。

マリー氏は、この治療法は心臓発作後２～４週間、瘢痕組織がまだ新鮮なときに最も効果を発揮するだろうと語った。

細胞療法は「本当に熱を帯びてきています」とマリー氏は述べ、心臓病の治療だけにとどまらないと語った。ヒト胚性幹細胞由来の細胞は、心臓病だけでなく、黄斑変性症や脊髄損傷の治療にも実験的に使用されている。パーキンソン病や糖尿病も、そう遠くない将来に期待がかかる。

「これらすべてが計画中だ」とマリー氏は語った。

Nature Biotechnology誌に掲載された論文「ヒト胚性幹細胞由来心筋細胞が非ヒト霊長類の梗塞心臓の機能を回復」の筆頭著者は、イェンウェン・リウ、ビリー・チェン、シウラン・ヤンの3名です。この論文の著者は合計27名です。そのうち3名、マリー、W・ロブ・マクレラン、R・スコット・ティースは、競合利益に該当する可能性のある商業ベンチャー企業であるCytocardiaの科学的創設者であり、株主でもあると報告しています。

この実験は、国立心肺血液研究所、ワシントン研究財団、ワシントン大学医学部、地域の慈善家らからの助成金によって資金提供された。