再生医療向けに多孔質ナノ粒子を開発

May, 9, 2022, Texas--Texas A&M大学のチームの研究成果は､骨再生治療に影響を与える｡
　幹細胞は体内で多くの多様な種類の細胞に発展する｡例えば､人がケガをしたとき､幹細胞は､損傷箇所に来て､損傷組織の治癒を助ける｡Texas A&Mの研究チームが開発した新しいナノテクノロジーは､骨組織を形成するために幹細胞を差し向け､身体の再生力を活用する｡

Akhilesh K. Gaharwarをリーダーとする研究チームは､水安定性､2D共有結合性有機構造体(2D COF)ナノ粒子を開発した｡これは､人の間葉幹細胞の分化を骨細胞になるようにする｡

2D COFs､多孔質有機ポリマには大きな研究的関心が寄せられている｡これは､その結晶化度､秩序あるチューナブル多孔質構造､高い特殊表面エリアのためである｡しかし､COFsをナノサイズ材料に加工する難しさは､その安定性の悪さと相俟って､再生医療や薬剤送達におけるその応用を制限している｡これらCOFsに､その生体適合性を維持しながら､十分な生理学的安定性を与える新しいアプローチが必要とされている｡

Gaharwarのチームは､両親媒性高分子を組み込むことでCOFsの加水分解安定性を強化した｡両親媒性高分子とは､疎水性および親水性成分の両方を含むマクロ分子｡このアプローチは､以前に報告されたことはないが､COFsに水分散性を附与し､これらナノ粒子のバイオメディカルアプリケーションを可能にする｡

｢われわれが知る限り､これは､幹細胞を骨組織に向けるCOFsの能力を実証する初の報告である｡この新技術は､骨再生治療に影響を与える可能性がある｣(Gaharwar)｡

研究チームは､例え高濃度でも､2D COFsが細胞の生存性や増殖に影響を与えないことを確認した｡これら2D COFsが､生物活性を示し､幹細胞を骨細胞に向けることを観察した｡予備研究の示すところでは､それらナノ粒子の形状とサイズが､この生物活性に影響を及ぼしうること､また機構洞察実施にはさらなる深い研究が必要である｡

これらのナノ粒子は､極めて多孔性であり､研究チームは､薬剤送達にこれら固有の特性を活用した｡テキサメタゾンいう骨誘導薬剤をロードして､COFの多孔性構造に送達し､骨形成をさらに強めることができた｡

｢これらのナノ粒子は､骨再生に一般に使用される人の間葉幹細胞への薬剤送達を延ばすことができる薬剤の送達持続は､幹細胞の骨形成への分化を強化した｡この技術は､骨再生に利用できる｣と生体医用工学部ポスドク助手､研究のシニアオーサ､Sukanya Bhuniaは､話している｡

Gaharwarによると､概念実証ができたので､この研究におけるチームの次のステップは､病気に罹ったモデルで､このナノテクノロジーを評価することである｡

(詳細は､https://today.tamu.edu)