「将来的には、どのような治療法を適用するかを決定するために実験室の臓器を使用する予定です」

彼の研究は、病気の理解と治療の方法を完全に変えました。オルガノイドとは何なのか説明してもらえますか？

私たちの体のほとんどは幹細胞のおかげで修復できます。事実上すべての臓器がこの能力を持っています。損傷した場合にのみ再生するものもあれば、皮膚のように常に再生するものもあります。たとえば、腸は毎週更新され、約 8 メートルの腸が新しい組織に置き換わります。このプロセスを推進する幹細胞は人体の中で最も活発であり、その挙動が環境に依存することがわかっていました。そこで私たちは研究室でも同様のことをやってみようと考えたのです。幹細胞を体外に取り出して研究室に運び、幹細胞が生息する環境を再現し、平面ではなくコラーゲンゲルの中で何が起こっているかを三次元で観察します。 1週間後、たくさんの生地を入手しましたが、驚くべきことに、そのうちの1枚が元の生地の構造を再現していました。それは腸のミニチュア版であることが判明した。本物の臓器に似ているので、私たちはそれらをオルガノイドと呼んでいます。腸から幹細胞を採取すると、腸オルガノイドが得られます。肝臓から取ると肝臓になります。興味深いのは、元の生地によく似ていることです。さらに、彼らは動物モデルではなく人間です。私があなたの体からオルガノイドを取り出すと、それはその臓器についてだけでなく、人として、患者としてのあなたについても教えてくれます。

これらのミニオルガンが製造されたら、どのような機能が得られると思いますか?

私たちの最初のアイデアは、臓器移植について考えることでした。私たちは幹細胞を使用して、マウスからマウスへと進化しました。基本的に、幹細胞が抽出され、組織が生成され、移植が計画されます。問題は、それが正常な組織なのか、それとも癌性なのかということでした。結果は正常だったので、大量のティッシュを手に入れました。それが最初の申請でした。 12 年が経過しましたが、細胞治療の開発は依然として複雑です。セキュリティ、効率、商業的実現可能性など、考慮すべき要素は数多くありますが、これは非常に困難です。しかし、私たちはオルガノイドを使えばさらに多くのことができることに気づきました。動物や細胞株を使用する前。オルガノイドはこの問題を解決し、生物医学研究におけるその応用は膨大です。

しかし、移植での使用には多くの合併症が伴うようです。

いくつかのテストが実施されました。 1つは東京の腸に、もう1つは唾液腺にあります。飲み込んだり噛んだりする能力を失ったがん患者には効果がある可能性があります。皮膚を通して注入される唾液オルガノイドが開発されています。それらは動物で非常にうまく機能し、人間での現在の試験でも良好な結果が示されています。しかし、私たちはまだ初期段階にいます。

オルガノイドは臓器にどのくらい似ていますか?

約1mmの構造について話しています。彼らには神経も免疫細胞もありません。多くの研究室が、実際の組織に近づけるために、より複雑なバージョンの開発に取り組んでいます。彼らの強みは、シンプルで再現可能なことです。彼らの弱点は、臓器本来の複雑さが欠けていることです。確かに、生体工学によって免疫細胞や血液循環を追加することは可能ですが、それでも縮小モデルになります。基本原理を発見するための実験プラットフォームとして機能します。関連性のあるものを見つけたと思うと、それが実際の条件で機能するかどうかを確認するために動物モデルに移ります。

動物実験の廃止について考えてみませんか?

ラス 米国保健当局 （英語でFDA）は、今後5年間で実験における動物の使用を削減または廃止したいと発表したばかりです。私はそれが実現可能でも合理的でもないと思います。もちろん、小さな分子の場合ではなく、大きな分子の場合です。私たちは現在世界で行われている仕事の約半分について話しています。私たちはマウス、イヌ、サルを使用していますが、FDA は生きた動物の使用を削減、さらには排除しようとしています。したがって、動物モデルには問題があるため、新しいモデルを開発する必要があります。動物モデルが引き起こす病気は人間の病気と実際には似ていないからです。たとえばパーキンソン病の場合、確かに症状は似ていますが、原因は似ていません。動物モデルでは本当の原因が明らかにならないため、動物モデルで発見したことが必ずしも人間に当てはまるとは限りません。だからこそ、人体モデルから始めることが非常に興味深いのです。薬理学では、毒性だけでなく吸収など、私たちに影響を与えるすべての要因を考慮する必要があります。人体モデルは臨床試験に移行する前のより良い予測材料となる可能性があり、安全性レベルが向上します。現在、私たちはすでにオルガノイドを使った検査を取り入れており、時間が経てばこれらが動物実験に取って代わることができると信じています。

すでにどのような病気に応用されているのでしょうか？

わかりやすい例は嚢胞性線維症です。オランダでは約1,500人がこの病気に苦しんでいます。 2014年から2015年にかけて、私たちはさまざまな遺伝子変異を持つ患者からオルガノイドを作成しました。わずか 2 週間で、個別化された治療法を入手してテストすることができます。薬がオルガノイドで作用するのであれば、患者にも作用します。非常に精密な検査です。同様のことががんでも起こります。患者自身の腫瘍細胞を扱う場合、さまざまな治療法を試して、どれが腫瘍を最もよく破壊するかを確認できます。オルガノイドは優れた予測子であり、予測の約 80% が正確です。ただし、腫瘍学ではこのプロセスは遅くなり、費用も高くなります。高度な資格を持った人材が必要です。そのため、自動化された方法でオルガノイドを作成およびテストする機械を開発するバイオテクノロジー企業が出現しています。数年以内に大きな進歩が見られるでしょう。

将来的には、各人が独自のオルガノイドを持つようになるのでしょうか？

おそらくそうです。それは真の個別化医療の始まりとなるでしょう。医師は患者のオルガノイドを使用して、どのような治療法を適用するかを決定できるようになる。それは真の個別化医療の始まりとなるでしょう。医師は患者からそれらを作成し、どのような治療法を適用するかを決定することができます。感染症の治療方法について考えてみると、その手順は同じです。患者ごとに細菌の培養が行われ、抗生物質で何が起こるかを待ちます。単純に、3 日後に最も適切な抗生物質が処方されます。そうですね、がんでも同様のことが起こります。腫瘍が分析され、評価され、対応する薬剤が投与されます。

これはプロセスの非常に重要な部分になると確信しています。診断には、病理学的情報、DNA 配列決定が統合され、その後、どの治療法が最も効果的であるかが評価されます。もちろん、現時点ではこのプロセス全体にさらに時間がかかりますが、状況は変わるでしょう。

いくつかのグループは胚様体に取り組んでいますが、この一連の研究についてどう思いますか?

この仕事の倫理的影響は重大です。胚様体は幹細胞からヒト発生の初期段階を再現することを可能にしますが、これには多くの疑問が生じます。オルガノイドであってもジレンマはあります。それがあなたの体から来たものなら、それは誰のものでしょうか？患者から、研究室から、研究所から？商業目的で使用できますか?胚様体の場合はさらに複雑です。私は個人的に、ヒト胚性幹細胞の臨床試験からは距離を置いてきました。私たちが何をしたいのか、誰がどのような目的で参加するのかなど、私たちが明確にしなければならない倫理的現実があります。

この意味で、オルガノイドの使用に関する国際的な規制はありますか?

はい。テクノロジーは法律よりも早く進歩しますが、何もない状態で発展するわけではありません。オルガノイドはヒト組織から生成され、それはすでにヨーロッパおよび現地の法律によって規制されています。例えばオランダでは規制の対象となっている。問題は、提供された組織が何年も生き続ける場合に発生します。提供者が死亡した場合、それをどうするかは誰が決めるのでしょうか?オルガノイド系統の所有者は誰ですか?それらは非常に関連性の高い質問です。

ヨーロッパ、アメリカ、アジアの間の科学的状況をどのように見ていますか?

私はヨーロッパや中国に後れをとることを恐れているアメリカ人の同僚たちと話しました。米国の科学者に対する圧力により、多くの人がヨーロッパに移住している。たとえば、ユトレヒトにある私の研究室には、以前は米国に行っていたであろう中国人研究者が6名いますが、現在はヨーロッパを好んでいます。確かにヨーロッパでは規制が非常に厳しいですが、それによって堅牢性と安全性も確保されています。結局のところ、地球規模の課題に対処するには科学技術が不可欠であると私は信じています。彼らなしでは、私たちはこの地球上で生きていくことができません。