3匹の子羊に移植された人工血管は、動物と共に成長したと、科学者らは本日Nature Communications誌に掲載された論文で報告した。皮膚細胞から作られたこの人工血管は、心臓から肺へ血液を送る肺動脈の一部をうまく置換した。この生体工学的に作られた動脈がヒトでも機能すれば、心臓疾患を抱える子どもたちが複数回の開胸手術を受ける必要がなくなる可能性がある。
「先天性心疾患を持つ子どもは、基本的に心臓の配管をやり直す必要がある場合があります」と、ミネソタ大学（ミネアポリス）の生物医学エンジニアで、論文共著者のロバート・トランキージョ氏は述べている。「子どもが成長するにつれて数年ごとに、以前埋め込まれたチューブが十分な大きさではなくなり、交換が必要になります。」
トランキージョ氏によると、外科医は伝統的に合成材料か死体からの移植に頼ってきたという。彼と同僚たちは、より適応性の高い移植片を開発しようと考えた。彼らはまず、創傷治癒に関与する線維芽細胞と呼ばれる皮膚細胞と、血栓に含まれるタンパク質であるフィブリンから作った足場から始めた。数週間かけて、研究チームは羊の皮膚細胞を誘導し、組織をつなぎとめるコラーゲンを生成させた。
「傷ができると…フィブリン血栓はコラーゲンを多く含んだものに置き換わります。私たちはまさにそれを利用しているんです」とトランキーロ氏は言う。「最初はゼリーのような、移植するにはあまりにも弱い素材から始めますが、最終的には細胞が作り出した組織の管になり、少なくとも元の動脈と同じくらいの強度を持つようになります。」
研究チームは皮膚細胞を洗い流し、子羊の免疫系を刺激しないタンパク質でできた移植片を残した。その後、研究者たちはこのチューブを3匹の子羊に移植し、成体になるまでの成長を観察した。
子羊たちは正常に体重を増やし、心臓も正常に機能しているように見えました。子羊たちが1歳近くになった頃、研究者たちは人工血管を検査し、血管が太くなり、自然な肺動脈のような曲線を描いていることを発見しました。「その機械的特性は、本来の動脈とほとんど区別がつきませんでした」とトランキージョ氏は言います。
子羊自身の細胞も移植片に住み着き、エラスチンを分泌していた。エラスチンは組織の伸縮性を高め、動脈にも存在する。また、移植片には動脈瘤（血管が膨らんで破裂する恐れがある）や、組織内に硬いミネラルの塊が形成される石灰化は見られなかった。
「適切な場所に適切な細胞が配置され、コラーゲンの生成が促進され、エラスチンが沈着し、何の問題も起こらなかったという事実は、この出発材料が成長可能であることを示す非常に良い指標でした」とトランキーロ氏は言う。「動脈は正常な経路に沿って発達しているように見えました。」
今後、研究チームはより多くの動物で移植片を試験し、人工血管がヒト細胞から培養可能であることを証明したいと考えています。また、移植片が自己修復するかどうかも試験中で、自己修復が認められれば成人にも有用となる可能性があります。理想的には、この移植片は個々の患者に合わせてカスタマイズすることなく、培養・保管できる、すぐに使用できるツールとなるでしょう。
この新しい移植片は、既存の代替治療法よりも高価です。「しかし、複数回の開胸手術と比べれば、比較的小さな費用で済むでしょう」とトランキーロ氏は言います。「1回の開胸手術だけでも、リスクは十分に大きいのです。」
