ミニ脳」がアルツハイマー病の治療法開発を加速させる可能性を示す新たな研究結果

サスカチュワン大学（USask）の研究者は革新的な新手法を使い、幹細胞から小型の疑似臓器を作成し、アルツハイマー病の診断と治療を行っている。

タイラー・ウェンゼル博士が幹細胞からミニチュア脳を作るというアイデアを初めて思いついたとき、彼はそれがどれほど成功するか全く予想していませんでした。しかし今、ウェンゼル博士の「ミニ脳」は、アルツハイマー病などの脳疾患の診断と治療に革命をもたらす可能性があります。

「まさかこんな突飛なアイデアがうまくいくとは夢にも思っていませんでした」と彼は言った。「このミニ脳は、血液から作られた診断ツールとして使えるかもしれないのです。」

医学部精神医学科の博士研究員であるウェンゼル氏は、ダレル・ムッソ博士の指導の下、「ミニ脳」、より正式には脳オルガノイドの独自のモデルというアイデアを考案しました。

ヒト幹細胞は、体内のほぼあらゆる細胞に分化するように操作することができます。ウェンゼル氏は、ヒトの血液から採取した幹細胞を用いて、約3ミリメートルの大きさの小型人工臓器を作製しました。見た目は、誰かがチューインガムを滑らかにしようとしたような形です。

これらの「ミニ脳」は、血液サンプルから幹細胞を作製し、それを機能する脳細胞へと変換することで作製されます。研究に小型の合成オルガノイドを用いることは新しい概念ではありませんが、ウェンゼル氏の研究室で開発された「ミニ脳」は他に類を見ません。ウェンゼル氏がFrontiers of Cellular Neuroscience誌に掲載した論文によると、彼の研究室で作製された脳は4種類の脳細胞で構成されているのに対し、ほとんどの脳オルガノイドはニューロンのみで構成されているとのことです。

テストでは、ウェンゼルの「ミニ脳」は成人の人間の脳をより正確に反映しており、アルツハイマー病などの成人の神経疾患のより詳細な研究が可能になった。

また、アルツハイマー病患者の幹細胞から作られた「ミニ脳」については、ウェンゼル氏は、その人工臓器がアルツハイマー病の病理を呈していることを発見したが、その程度はより小規模なものだった。

「幹細胞が人体のあらゆる細胞に変化できるとしたら、『臓器全体に似たものを作ることができるのか？』という疑問が浮かびました」とウェンゼル氏は語る。「開発を進めていた時、もしこれが実際に人間の脳だったら、アルツハイマー病のような病気の患者から『ミニ脳』を培養すれば、理論的にはその小さな脳にアルツハイマー病が発症するだろうという、突飛なアイデアが浮かんだのです。」

ウェンゼル氏は、この技術は、特に地方や遠隔地のアルツハイマー病患者への医療提供方法を変える可能性を秘めていると指摘しました。この先駆的な研究は、すでにカナダ・アルツハイマー協会の支援を受けています。

ウェンゼル氏とその同僚が、患者が病院や専門クリニックに行く必要がなく、比較的保存期間が長く、宅配便で送ることができる少量の血液サンプルだけを使って、アルツハイマー病などの神経疾患を診断し治療する信頼性の高い方法を開発できれば、医療資源を大幅に節約し、患者の負担を軽減できる可能性がある。

「理論的には、このツールが我々の考え通りに機能すれば、ラ・ロッシュやラ・ロンジュから大学に血液サンプルを送ってもらい、その方法で診断できるだろう」と同氏は語った。

「ミニ脳」の初期の概念実証は非常に有望であり、ウェンゼルの次のステップは、より多くの患者にテストを拡大することだ。

研究者たちは、ミニ脳研究の範囲拡大にも関心を寄せています。ミニ脳が他の脳疾患や神経疾患を正確に反映していることが確認できれば、診断の迅速化や患者への薬剤の有効性の試験に活用できる可能性があるとウェンゼル氏は述べています。

ウェンゼル氏は、サスカチュワン州における精神科医の診察までの長い待ち時間を例に挙げた。この「ミニ脳」を使って、うつ病患者にどの抗うつ薬が最も効果的かを試験できれば、医師の診察と処方箋の受け取りにかかる時間を大幅に短縮できる可能性がある。

ペトリ皿の中の「ミニ脳」。アルツハイマー病患者の幹細胞から作られたオルガノイドは、アルツハイマー病の病理を、より小さなスケールで再現する。写真提供：USask/David Stobbe

元高校の理科教師で、研究と学問の世界へと転身したウェンゼル氏は、自分の仕事にやりがいを感じるのは「研究の本質」、つまり仮説を立て、それを実験で検証することに近づくことだと語った。

最初の「ミニ頭脳」の驚くべき成功はあまりにも驚くべきものだったので、ウェンゼル氏はまだそれを完全に理解できないと認めた。

「まだ信じられない気持ちですが、このようなことが起こったことは、私にとって大きな励みになっています」とウェンゼル氏は語った。「これは社会に影響を与え、真の変化をもたらし、変革をもたらすものになると信じています。医療のあり方を変える可能性を秘めています。」

この研究の結果は、Frontiers in Cellular Neuroscience 誌に掲載された論文で詳しく述べられています。