ワシントン大学の研究者による「チップ上の腎臓」が宇宙ステーション実験に向けて準備される
アラン・ボイル著
薬物、毒素、無重力が人間の腎臓細胞に及ぼす影響を試験するカード大の装置一式が、早ければ来年にも国際宇宙ステーションに打ち上げられる予定で、ワシントン大学の研究者たちは待ちきれない様子だ。
「地球上でのヒト腎臓チップの使用により、私たちはすでに腎臓機能と腎臓疾患について多くのことを学んでいます」と、腎臓研究所所長でワシントン大学医学部の教授であるジョナサン・ヒンメルファーブ氏は本日のニュースリリースで述べた。
「重力の消失から生じる物理的な信号が腎臓の細胞機能にどう影響するかを研究する機会は、地球上で暮らす人々の健康を改善する可能性があるだけでなく、宇宙飛行士が無重力状態で経験する医学的合併症を防ぐこともできるだろう」と彼は付け加えた。
「チップ上の腎臓」はクレジットカードほどの大きさのマイクロ流体チップで、中央の部屋に生きた腎臓細胞が並べられている。
宇宙科学推進センター（CASIS）と国立衛生研究所の一部である国立トランスレーショナル科学推進センター（NCATS）が管理するプログラムの下、このチップ24個を含む実験用ペイロードが宇宙ステーションへの打ち上げが承認された。
呼吸器感染症から細胞の老化、宇宙での骨量減少まで幅広い問題に焦点を当てた他の4つの生物医学プロジェクトも助成金を獲得した。
UWとそのパートナーは、宇宙における腎臓チッププロジェクトのために、NCATSから4年間で最大300万ドルを受け取る予定です。国立研究所として宇宙ステーション内で実施される実験を管理するCASISは、輸送費、ステーション滞在時間、乗組員費用など、合計800万ドルを現物で負担します。
シアトルに拠点を置くノーティス社と共同開発されたこのチップは、腎機能（および腎機能不全）を研究するための実験モデルとして機能します。このチップを使用することで、腎臓実験に動物やヒトを被験者として用いる必要がなくなります。
研究者たちは、この宇宙実験によって、様々な要因が腎臓の健康にどのように影響するかを明らかにすることを期待しています。この発見は、骨粗鬆症、腎結石、そしてタンパク尿と呼ばれる症状に対する、地上でのより良い治療法の開発に役立つ可能性があります。タンパク尿とは、尿中にタンパク質が排出される症状で、腎臓疾患の兆候となることがあります。
なぜ宇宙で実験をするのですか?
「無重力は加速装置だ」とワシントン大学薬学部の薬学准教授で腎臓研究所の研究員でもあるエド・ケリー氏は言う。
「国際宇宙ステーションの微小重力環境では、腎臓疾患がより一般的になっています」とケリー氏は本日のニュースリリースで説明した。「数十年ではなく、数週間または数ヶ月で発症します。宇宙で数週間過ごした後の腎臓チップを研究することで、骨粗鬆症、腎結石、その他の腎臓疾患がどのように発症するかについて、より深く理解できると期待しています。この情報は、治療と予防における画期的な進歩につながる可能性があります。」
実験の第一段階では、無重力が健康な腎細胞に及ぼす影響を測定します。第二段階では、病変のある腎細胞を観察します。宇宙ステーションの宇宙飛行士は、軌道上でチップを監視・維持し、数週間後に地球に帰還させます。
GeekWireに転送されたメールの中で、CASISの広報担当パトリック・オニール氏は、この実験はまだ打ち上げ予定表に載っていないが、2018年が打ち上げの「正当な目標」であると指摘した。
「研究成果の実現は重要な次のステップですが、短期的には、ISSナショナルラボでの調査を成功させるための基盤となる適切な地上試験に重点が置かれています」とオニール氏は述べた。「これらの次のステップが踏まれた後、ウィスコンシン大学とCASISの研究者は、最も適切な打ち上げ機会について協力していきます。」
ワシントン大学薬学部、ワシントン大学医学部、腎臓研究所の研究者らは、コロラド大学のバイオサーブ・スペース・テクノロジーズと提携し、宇宙打ち上げに向けた実験の開発を専門とするエンジニアらと協力する。
腎臓研究所は、ノースウェスト腎臓センターとワシントン大学医学部の共同研究機関です。ケリー氏に加え、ワシントン大学薬学部からはケン・サメル氏とキャシー・ヤン氏がチームメンバーとして参加しています。
