3Dバイオプリント組織の前臨床試験の基本手順

3Dバイオプリント組織の前臨床試験の基本手順
出典: Additive Light

3D バイオプリンティング技術は、人体の機能的な代替組織を作成する上でその有効性を徐々に実証しつつあります。 しかし、現在のところ、これは小さな動物モデルでのみ実証されています。この技術が人間の患者を対象とした臨床試験に進む見込みがあるならば、まず規模を拡大する必要がある。

日本では、慶應義塾大学、佐賀大学、九州医療センター、佐賀病院、京都府立医科大学の連携により、この目標に向けた次のステップが踏み出されました。

剣山法のグラフィカルな表現。画像提供:サイフューズバイオメディカル株式会社
2019年5月にAP通信が発表した最近の研究では、3Dバイオプリントされた血管移植片は豚に移植された場合、長期間生存できることが示されました。研究チームはこの研究を「前臨床段階におけるヒト細胞ベースの再生戦略の包括的かつ臨床的に意義のある評価に向けた重要な一歩」と評している。

3Dバイオプリンティング法
慶応義塾大学嵯峨校のチームが血管移植片の製造に使用した3Dバイオプリンティング法は、剣山法と呼ばれています。 サイフューズバイオメディカル株式会社が独占的に商品化したこの技術では、剣山針を配列してスフェロイドと呼ばれる球状の細胞集合体を作ります。培養中に残されたこれらの球状体の配置、例えば丸い容器/チューブは、一緒に結合されます。ある段階で、それらはピンから取り外され、残った穴が治癒して閉じるまで放置されます。残っているのは、無傷の組織サンプルです。

この方法は長年にわたり、ラットでテストされた血管インプラント、小型肝臓モデル、そして最近では食道構造の再生など、さまざまな用途に使用されてきました。


最初は開いたままにしておきます<br /> 「人工血管の長期適応を可能にする免疫不全豚モデルの開発」と題された最新の論文は、いわゆる「外科的免疫不全豚」(OIDP)に適用するのではなく、ケンザンがラットで実施した血管試験の規模を拡大したものである。

実験では、研究者らは国立衛生研究所の実験動物の飼育および使用に関するガイドラインの推奨事項を厳密に遵守し、OIDPの免疫系反応を抑制する方法を採用した。 Cyfuse Biomedical 3Dバイオプリンターで製造されたヒト幹細胞由来の管状組織はその後、豚に移植され、研究チームによって3か月間にわたって研究されました。この試験では、6匹の豚のうち2匹では、実験中人工組織の開存性が維持されました。この段階では、インプラントに平滑筋細胞が形成され始めており、細胞再生の次の段階を示しています。

すべての豚で同じ結果が得られたわけではないが、この研究は、このアプローチがかなりの成功を収めたことを示した。研究者らは、「注目すべきは、これは大型動物モデルにおける異種移植後、ヒト細胞から作られた組織工学移植片が1か月間保持されたという初の報告である」と記している。

研究は次のように結論づけている。「ヒト細胞由来臓器の拒絶反応を伴わないOIDPの作成は、前臨床細胞ベースの再生戦略の総合的な評価に向けた重要な一歩であり、近い将来に実現すると期待されるヒト臓器を使用した再生医療の開発に役立つ」。

この研究で使用された「Human Original 3D Bioprinted Tube」(HOBPT)のマクロ写真。画像はNature Communicationsより。2019 3D Printing Industry Awardsで年間最優秀研究チームに選出されました。


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