シンガポール、2024年5月28日 – パーソナライズ医療の製造における重要な分析 (CAMP) 学際研究グループ (IRG) シンガポール-MIT研究技術同盟 シンガポールにあるMITの研究機関であるSMARTとシンガポール国立大学組織工学プログラム（NUSTEP）の協力者は、間葉系間質細胞（MSC）の軟骨再生能力を評価するためのより効率的な方法を発見しました。彼らの新しい方法は、MSCの自己組織化におけるトポロジカル欠陥を利用して軟骨再生の可能性を予測する初めての方法でもあります。
MSC は軟骨再生の有望な治療薬であり、体内で新しい軟骨組織を作るのに役立つ可能性があります。これまで、これらの細胞の軟骨再生の有効性を評価するには、複雑な 3D 環境で 21 日間という長期間培養する必要がありました。CAMP の研究者が開発した新しい方法は、よりシンプルな 2D 単層培養システムで 9 日間細胞を培養し、その後、画像化して処理するというものです。この方法は非破壊的で、より正確で、迅速です。必要なのはわずか 9 日間です。これにより、軟骨再生療法の開発が大幅に加速する可能性があります。
「軟骨修復に対するMSCの有効性を評価するこの革新的なアプローチは、MSCの非破壊評価を可能にし、評価期間をわずか9日間に短縮することで大きな進歩を表しています」と、研究当時SMART CAMPの研究科学者であり、論文の主執筆者であったエクタ・マキジャ博士は述べています。
論文では「体外における間葉系間質細胞の自己組織化パターンのトポロジカル欠陥は、凝縮と軟骨形成の予測特性であるSMART CAMPは、PLOS ONE誌に発表した論文「MSCの自己組織化における位相欠陥が、軟骨再生の可能性を示している可能性があることを実証した。研究者らは、3、6、9日目に細胞の画像を撮影し、自己組織化中に細胞が形成するパターンを分析した。9日目までに、研究者らは、これらのパターンの特定の側面が、パターンの不規則性や欠陥など、識別可能な位相欠陥を伴う液晶構造に似ていることに気付いた。自己組織化パターンのこれらの欠陥は、軟骨の発達初期段階で観察される間葉凝縮と呼ばれる軟骨マーカーと一致する指紋のようなパターンと一致した。これらのパターンは、細胞の軟骨形成の可能性を示すものであり、軟骨再生の信頼できるマーカーとして機能する。
この革新的なアプローチは、特殊な 3D 環境で MSC を 21 日間かけて成長させ、軟骨の成長を示す特定のタンパク質を評価する従来の方法に比べて、精度と信頼性が向上することが期待されます。損傷した軟骨を効果的に修復するために必要な「ツール」と協力能力を特定の MSC バッチが備えているかどうかを判断する初期評価と同様に、新しい研究では、SMART の BioSystems and Micromechanics (BioSyM) IRG の下で 2014 年に行われた以前の研究を基に、MSC の軟骨形成および再生能力を予測する要因を特定しました。
10 年が経ち、この分野で大きな進歩が遂げられた今、SMART の研究者たちは、細胞を個別に調べるのではなく、グループ化された MSC の集合的な行動に注目しています。これらの集合的なパターンは、細胞集団の明確な特徴として機能し、軟骨再生において細胞がいかに効果的に協力しているかを予測するための、より信頼性が高く、より正確な方法となる可能性があります。このより高速で非破壊的かつシンプルなアプローチにより、より多くの MSC を評価できるようになり、将来の軟骨再生療法に最も効果的な MSC を特定できる可能性があります。
「この革新的な方法には、製造業者が細胞ベースの医薬品のより頻繁なテストを実施し、製造全体を通じて安全性、純度、有効性を確保できるという大きな利点があります。これにより、細胞ベースの医薬品の規制当局の承認を得るための従来長いプロセスをスピードアップできる可能性があります」と、SMART CAMPの主任研究員であり、シンガポール総合病院（SGH）の上級研究員で、論文の責任著者であるジヨン・プーン博士は付け加えた。
「私たちの新しい方法は、軟骨再生へのアプローチ方法に大きな進歩をもたらします。生産中のMSCをより効率的に評価する方法を提供することで、関節損傷や一般的な病気、特に変形性関節症など高齢者層に多い病気の治療法の開発を加速し、軟骨機能の回復における現在の外科的および薬学的アプローチの限界に対処することができます」と、SMART CAMPの主任研究員であり、シンガポール国立大学（NUS）ヨン・ルー・リン医学部名誉教授で、論文の著者の一人であるエン・ヒン・リー教授は付け加えた。
トポロジカルパターンの観察を通じて、体外での軟骨修復に対する MSC の有効性を予測する新しい成功した方法を確立した SMART 研究者の次のステップでは、これらのパターンが体内での軟骨修復に対する MSC の有効性を同様に予測できるかどうかを評価することになります。
この研究はSMARTによって実施され、シンガポール国立研究財団（NRF）のCampus for Research Excellence And Technological Enterprise（CREATE）プログラムの下で支援されている。
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#SMARTMSCの軟骨修復の成功を予測する新たなアプローチを発表
2024-05-29 03:18:00