脊髄性筋萎縮症（SMA）は、現在のところ治療法がない重篤な神経疾患ですが、現在の治療法で症状を緩和することはできます。より良い治療法を模索する中で、DZNEとドレスデン工科大学の科学者たちは、これまで気づかれなかった胚の発達における異常に注目しています。彼らの主張は、いわゆるオルガノイドの研究に基づいています。オルガノイドとは、病気の過程を再現できる実験室で培養された組織培養物です。彼らの研究結果は、ジャーナルに掲載されています。 セルレポート医学。
SMA では、脊髄のニューロンが変性し、麻痺や筋肉の萎縮を引き起こします。この病気は通常、小児期に発症し、ドイツでは推定 1,500 人が罹患しています。特定の遺伝子の欠陥が SMA の引き金になると考えられています。これらの変異により、運動制御に関与するニューロンにとって重要な、いわゆる SMN タンパク質 (運動ニューロン生存タンパク質) が欠乏します。数年前から、遺伝子治療によってタンパク質欠乏に対処する医療が利用可能になっています。介入は生後数日以内に開始できます。ただし、このアプローチは病気の症状を緩和できますが、これまでの経験から、治癒には至らないことが示されています。
これまで知られていなかった前兆
現在、ドイツのドレスデンの科学者たちは、より良い治療法を探すために視野を広げることを提案している。
SMA に関する現在の認識は、神経系の基本構造がほぼ形成される出生後の病気に焦点が当てられています。この見解は、この病気に関連する現象が、神経系がまだ発達中のはるか以前に発生する可能性があることを無視しています。実際、私たちの研究は、SMA がこれまで知られていなかった胎児の発達の異常と関連していることを示唆しています。したがって、この病気にはこれまで認識されていなかった前兆があり、既存の治療法を超えた介入が必要であると考えています。
ナタリア・ロドリゲス・ムエラ博士、研究グループリーダー、DZNE（ドイツ神経変性疾患センター）
小さな組織片
ロドリゲス・ムエラと同僚は研究のために、脊髄と筋肉組織の両方の主要な特徴を再現する「オルガノイド」を作成した。これらの複雑ではあるが人工的に生成された組織の小さなサンプルは、それぞれ米粒ほどの大きさで、人間の 誘導多能性幹細胞これらは、SMA に罹患した人の皮膚細胞を再プログラムすることで得られたものです。「SMA の研究のためにこれほど複雑なオルガノイドが生成されたのはこのときが初めてです」とロドリゲス ムエラは言います。「これらは一定の制限があるモデル システムですが、人体に発生する多様な細胞タイプと組織構造で構成されているため、実際の状況にかなり近いものとなっています。」オルガノイドが時間とともに成熟するにつれて、科学者はさまざまな発達段階を研究できるようになりました。「オルガノイド モデルでエミュレートできる最も初期の段階は、生後数週間のヒト胎児に相当します。ただし、再現できるのは脊髄と筋肉組織だけです。初期の発達段階から始めて、特に SMA 患者に見られる出生後の状況まで調べることができます」とロドリゲス ムエラは説明します。
細胞異常
科学者らが SMA 病変を持つオルガノイドを健康な標本と比較したところ、大きな違いが見つかりました。具体的には、SMA オルガノイドの幹細胞は、脊髄ニューロンに未熟に成長する傾向がありました。さらに、細胞集団に歪みがあり、正常よりもニューロンが少なく、ニューロンも非常に脆弱で、幹細胞由来の筋細胞が多くなっていました。ロドリゲス ムエラと同僚は、SMA のような病変を持つマウスの胚で同様の効果を観察し、オルガノイドでの発見を裏付けました。これらの組織培養では、別の重要な結果も得られました。「SMA に関連する遺伝子欠陥を修正したとき、程度は低いものの、依然として発達異常が見られました」とロドリゲス ムエラは述べています。 「これは、現在の治療法のように遺伝子を修復するだけでは、SMAの病状を完全に改善するにはおそらく不十分であることを示唆しています。これは、これまでの臨床経験と一致しています。したがって、SMAの治療を改善したいのであれば、発達異常に対処する必要があると私は考えています。」
規制に注目
ロドリゲス・ムエラ氏は、観察された発達障害の原因は遺伝子調節の障害にあるのではないかと疑っている。「SMN タンパク質を生成する遺伝子に欠陥があるかどうかという問題だけではないかもしれません。このタンパク質の欠乏が、胎児の初期発達に重要な他の遺伝子に影響を与えるかどうかも関係しているかもしれません。調節効果があるかもしれません。実のところ、まだわかっていませんが、あり得る可能性はあります」と彼女は言う。「この考えは、さらに探求されるべきだと思います。長期的には、既存のアプローチと遺伝子調節を標的とする薬剤を組み合わせた、改善された治療法につながるかもしれません。つまり、いわゆる「エピジェネティクス」に作用する必要があるのです。発達異常を最小限に抑えるには、このような治療を妊娠初期に適用する必要がある可能性が高いでしょう。出生前検査で SMA が示された場合、これが治療の選択肢になるかもしれません。」
ソース：
ジャーナル参照:
グラス、T.、 等 (2024) 同質遺伝子患者由来オルガノイドにより脊髄性筋萎縮症発症時の早期神経発達障害が明らかに。 セルレポート医学。 doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101659
1722061376
#科学者がSMAの原因となる幼少期の要因を調査
2024-07-27 05:48:00