光活性化筋グラフト、外傷後の筋肉回復支援に期待

November, 9, 2023, Cambridge--グラフトを作動させると、新しい血管や神経の成長に関連する細胞シグナルがオンになるようで、これは病気や外傷によって失われた筋肉の可動性を回復させる将来性のある発見である。

大量の筋肉を破壊する重度の外傷は、人の健康、可動性、および生涯にわたる生活の質に影響を与える可能性がある。d’Arbeloff Career Development of Mechanical Engineering(ダルベロフ大学機械工学のキャリア開発)助教授Ritu RamanとMITの共同研究者が共同で主導する将来性のある新しい研究は、病気や外傷によって筋肉を失った人々の可動性を回復することを目的としている。

「長年にわたり、移植された筋肉移植片(グラフト)を損傷後に運動させることができれば、移植片を活性に保ち、周囲のホスト組織と一体化させることで萎縮を防ぐことができるという考えを持っていた」とRamanはコメントしている。

Biomaterials誌に掲載された新しい論文では、非侵襲的な光刺激による移植された筋肉グラフトの標的作動により、マウスの運動機能が損傷後2週間までに健康なマウスと同様のレベルに回復することを示す研究が発表されている。

この研究が対処しようとしている損傷の種類である筋肉量の損失は、再生医療分野で長い間研究されてきたが、以前の多くの研究は、実験室で代替組織を作成し、それを体内に移植し、患者のシステムに受動的にインプラントを統合させることに焦点を当ててきた。これらのラボで設計された骨格筋インプラントは、限定的に可動性を回復するが、Ramanの研究では、マウスは2週間以内に機能的可動性を完全に回復する。

「われわれは、光に反応して収縮する光遺伝学的筋グラフトを設計し、後肢の筋肉喪失損傷を負ったマウスに移植する。その後、皮膚を通してマウスの脚に非侵襲的に光を当てることで、インプラントを毎日『運動』させる。このアプローチにより、筋インプラントが周囲のホスト組織と生着している間、筋肉インプラントが活動的になる」と同氏は説明している。

研究チームは、グラフトを作動させることで、新しい血管や神経の成長に関連する細胞シグナルのスイッチが入るらしいことを発見した。これは、負傷したマウスが、これほど完全かつ迅速に回復できる理由の潜在的な説明になっている。

「移植後に筋グラフトを運動させると、筋肉が強くなるだけでない。筋肉が血管や神経などの他の組織とどのように通信するかにも影響を与えているようである。インプラントと積極的にコミュニケーションを取り、筋肉移植を行うことで、実際に回復のタイムラインを改善し、加速させることができる」とRamanは話している。