脊髄損傷を修復するための赤色光線療法がマイルストーンを通過

June, 7, 2024, Birmingham--Bioengineering and Translational Medicine誌に掲載されたバーミング大学の最新の研究は、この新しい治療アプローチの最適な「用量」を決定し、感覚と運動の大幅な回復、損傷した神経細胞の再生など、治療上の大幅な改善をもたらすことができることを示した。

Zubair Ahmed教授が率いる研究チームは、脊髄損傷(SCI)の細胞モデルを用いて、最大限の機能回復を達成し、神経細胞の再生を刺激するために必要な光の頻度と持続時間を決定した。

その結果、チームは、波長660nmの赤色光を1日1分間照射すると、5日間の処理で細胞生存率(生細胞数の測定値)が45%増加することを確認した。

Ahmed教授は、「興味深いことに、この研究のこの側面は、660nm光の効果が神経細胞の生存を改善することを意味する神経保護作用と、神経細胞の成長を刺激することを意味する神経再生作用の両方であることを示した」とコメントしている。

研究チームは、SCIの前臨床モデルにおける光線療法の効果も調査した。ここでは、埋め込み型デバイスと、光源を皮膚に当てる経皮的送達の2つの異なる方法を使用した。チームの研究は、660nmの光を1分間照射し、7日間毎日照射することで、両方の送達方法で同等の結果を示し、その結果、損傷部位の組織瘢痕が減少し、機能が大幅に回復した。

チームはまた、虫歯と瘢痕化の両方が大幅に減少し、神経細胞の再生に関連するタンパク質のレベルが増加し、脊椎の損傷部位の細胞間の接続が改善されることを発見した。

これは、経皮的光と直接光の送達がSCIで比較された初めての事例であり、この結果は、すでにさらなる資金提供を受けており、現在、細胞を保存したり神経機能を改善したりするアプローチがない外傷性SCIのヒトに使用する埋め込み型デバイスの開発を計画している研究者にとって画期的なものである。

Ahmed教授は続けて、「ヒトのSCI治療に光線療法を実行可能にするには、損傷した組織への視線を提供し、より高い精度の機会を提供し、脊髄を取り巻く皮膚やその他の組織の厚さのためにインピーダンスなしで投与を標準化するために、埋め込み型デバイスが必要になる。

フォトバイオモデュレーション(PBM)は、神経炎症を軽減し、神経細胞のアポトーシス（自然死）を予防することにより、SCI後の回復を促進するために、赤色または近赤外光を使用した実行可能な治療アプローチを提供する可能性がある。われわの現在の研究は、PBM投与レジメンを最適化し、SCIの侵襲的PBM送達パラダイムの有効性を開発および検証することを目的としている」。

研究チームは現在、ファースト・イン・マン（第1相）臨床試験に持ち込めるプロトタイプデバイスの開発に向けて次のステップを踏むための商業パートナーや投資家を探している。

光線療法について
この研究では、研究者は、治癒を改善し、炎症を軽減することを目的とした光線療法の一種を使用している。様々な皮膚科および経口用途でその有効性を示す確立された証拠があり、定量光投与は組織への直接送達で正確に達成できる。例えば、PBMはすでに口腔粘膜炎に対してNICE承認されており、ガン治療によって引き起こされる衰弱性潰瘍や口腔内の痛みを伴う炎症を軽減することが示されている。

中枢神経系では、PBMはパーキンソン病の前臨床モデルで広く研究されており、安全で効果的であることが示されている。SCIでは、PBMは、神経細胞、マクロファージ(免疫細胞)、星状細胞の損傷に続く炎症を緩和することにより、治療上の利点をもたらす。

PBMは、主に光活性性を持ち、体内のあらゆる細胞に存在するミトコンドリアに働きかけ、細胞内で化学エネルギー源として使用されるアデノシン三リン酸(ATP)を生成することで、これらの効果を実現する。PBMはATPの利用可能性を高め、これによりアポトーシス(細胞死)、神経細胞の損傷、神経炎症を軽減し、神経細胞の再生を促進する複数の経路が引き起こされる。
（詳細は、https://www.birmingham.ac.uk）