米国では、新しい肺を必要とする人は臓器を受け取るまで平均1年以上待たなければなりません。これはしばしば長すぎる期間です。2009年には移植リストに載っていた237人が亡くなりました。しかし、近年の細胞再生の進歩により、将来的には患者がわずか1ヶ月で健康な肺を「提供」できるようになるかもしれません。
この夏、科学者たちはラットで初めて機能的な人工肺の作製に成功した。この技術は再生医療の標準的な手法となりつつある手法を踏襲しているが、肺はこれまで複製された臓器の中で最も複雑なものだ。イェール大学の生物医学エンジニア、ローラ・ニクラソン氏の研究チームは、ラットの肺を摘出し、細胞を剥離することで、コラーゲンなどの結合組織からなる無生物の足場（スキャフォールド）を作製した。この足場に、他のラットから採取した可鍛性のある肺細胞を播種したところ、細胞は増殖して新たな気道と血管を形成した。わずか8日間の培養後、この肺はさらに別のラットに移植され、正常な健康な臓器と同様に95%の酸素供給能力を示した。
カスタムメイドのヒト肺の実現には、まだ何年もかかる。患者の免疫系が新しい臓器を攻撃するのを防ぐため、医師は患者自身の体から採取した細胞を用いて再播種を行う必要がある。ニクラソン氏の研究グループは、ラットを用いてさえ、まだそれを行うことができない。他の研究者たちが他の細胞種で進歩を遂げているにもかかわらず、適切な種類の肺細胞に分化し、腫瘍を形成しない成体幹細胞の作製方法を見つけることは困難であることが判明している。ニクラソン氏は、ヒトの肺を若返らせるには約20年かかると考えているが、必ずやり遂げるつもりだ。「ラットの肺を作るためにこの研究を始めたわけではない」と彼女は言う。
肺を再生する方法
フェーズ1：剥ぎ取る
科学者たちはラットの肺に洗剤を注入し、臓器の細胞を除去してコラーゲンをベースとした無生物の足場だけを残す。その後、この肺を細胞の成長を促進する標準的な栄養豊富な液体に浸す。
フェーズ2: 航空路の構築
科学者たちは、子ラットの肺から採取した上皮細胞を、他の気道につながる気管支の足場に注入する。細胞は足場に付着して増殖し、気管支、細気管支、そして肺胞を形成する。これらは血液と酸素と二酸化炭素を交換する小さな気嚢である。
フェーズ3：船の建造
血管の作製も同様です。今回は、ラットの肺から採取した内皮細胞を肺動脈の足場に注入します。細胞は成長して肺の静脈、動脈、毛細血管を形成します。
