チームは、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の科学者が、機能的なヒトの腎臓細胞を含むプロトタイプの腎臓バイオリアクターを、安全性に大きな懸念を抱くことなく豚に移植することに成功したことを報告します。
「これは、腎臓細胞を免疫抑制なしに大型動物に移植し、その機能を果たすのに十分な健康状態を維持できることを初めて示したものです。 これは私たちにとって重要なマイルストーンです」と、腎臓プロジェクトの共同リーダーであるShuvo Roy博士（UCSFの薬学部と医学部の合同学科であるバイオエンジニアリング・治療科学部の教員）は述べています。 “
UCSF-Vanderbilt腎臓プロジェクトは、透析をなくすことを目指しています
約75万人のアメリカ人と世界中の200万人の人々が末期腎不全の治療を受けていますが、腎不全の割合は急速に増加しており、移植用の腎臓の不足が深刻化しています。
腎臓移植を待つ患者さんの多くは、血液中の毒素を取り除くために、長くて面倒な透析治療を週に何度も受けることで生き延びていますが、透析は多くの必要な腎臓機能を補うものではなく、5年後に生存している透析患者さんは平均して35％しかいません。 メディケアで普遍的にカバーされているESRDのための透析およびその他の治療は、2016年には350億ドルの費用がかかり、メディケアの年間予算の7％を占めています。
腎臓プロジェクトは、ロイ氏とヴァンダービルト大学メディカルセンターの腎臓専門医であるウィリアム・H.
「腎臓プロジェクト」は、ロイ氏とバンダービルト大学メディカルセンターの腎臓内科医であるウィリアム・H・フィッセル氏が中心となり、透析をなくし、ドナーの腎臓不足を解消することを目的に、移植可能なバイオ人工腎臓の開発に10年以上取り組んできました。
The Kidney Projectが開発中の埋め込み型人工腎臓は、ナノメートル単位の精密な孔を開けたシリコン膜に血液を通すことで、血液中の毒素を除去する「ヘモフィルター」と呼ばれる血液ろ過システムと、適切な体液量や血圧の維持、塩分濃度の調整、必須ホルモンの産生など、腎臓の他の機能を果たすために培養されたヒトの腎臓細胞を含むバイオリアクターの2つのコンポーネントで構成されています。
大規模な動物を用いた研究で有望視されたThe Kidney Projectの血液濾過システムは、その安全性を評価するための初期臨床試験のためにFDAの承認を待っているところです。 このバイオリアクター技術は、実験室でのテストは行われていますが、これまで動物に移植されたことはありません。
ヒトの腎臓細胞を入れたバイオリアクターを豚に移植、免疫反応や血栓はなし
The Kidney Projectが11月7日に開催するKidney Weekのプレゼンテーションでは、UCSF Surgical Innovations FellowであるRebecca Gologorsky医学博士が、移植されたバイオリアクター内のシリコン膜が、血液中の免疫細胞やタンパク質を装置内に入れないようにすることで、内包されたヒトの腎臓細胞を宿主の免疫システムから守る仕組みを紹介します。
「免疫拒絶反応を防ぐためにしばしば必要とされる、生涯にわたる免疫抑制剤の必要性を回避する方法を見つけることは、移植治療の至上命題でした」とRoy氏は述べています。 “
免疫抑制剤の使用を避けることのもう一つの利点は、患者にとってのコストです。
ロイのチームは、長期にわたる医療用インプラントを使用するすべての患者が直面する大きな問題である、肺塞栓症や脳卒中の原因となる血栓を誘発しないように、バイオリアクターのプロトタイプを慎重に設計しました。
心臓弁やカテーテルなどで開発されてきた標準的な血液に優しいコーティングは、シリコン膜の孔を完全に塞いでしまうほど厚いため、使用できませんでした。 “
ロイによると、今回の結果は、腎臓プロジェクトが期待している臨床的な「三要素」に向けての進展を示しています。すなわち、感染症の原因となるバッテリーやその他の外部接続を必要とせずに心臓を動かすことができ、抗拒絶反応薬や血液希釈剤を使用せずに血液をきれいにすることができるデバイスです。
研究チームは現在、バイオリアクターのプロトタイプをより多くの細胞が入るようにスケールアップし、移植されたデバイスが腎不全の動物の腎臓機能を補うことができるかどうかをテストし、最終的にはこのデバイスをヒトでの安全性試験に移行させることを目指しています。 “このような複雑な細胞治療をクリニックに導入することは、簡単なことではありません。