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オーダーメイドの臓器

アンソニー・アタラは未来のボディショップで働いています。 彼は、ノースカロライナ州ウィンストンセーラムにあるウェイクフォレスト再生医療研究所の所長であり、彼と彼の同僚は、筋肉、血管、皮膚、さらには完全な膀胱を成長させるために人間の細胞を使用しています。 作業の多くは実験的であり、ヒト患者ではまだテストされていませんが、Atalaは、適切に空にならない欠陥のある膀胱で生まれたダース以上の子供と若い成人に実験室で育てた膀胱を移植しました。腎臓の損傷。 膀胱は、実験室で生成された最初のヒトの臓器です。 臨床試験で引き続き良好な成績を収めている場合、治療は膀胱の先天異常だけでなく、膀胱がんやその他の状態の標準となる場合があります。

Atalaと同僚は、患者自身の原材料から交換部品を製造します。 膀胱を生成するために、患者の臓器の小片を取り除き、尿路に沿って並ぶ筋肉細胞と尿路上皮細胞を分離します。 彼らは細胞を実験室の皿に入れ、各タイプを液体で浸し、増殖を促します。 6週間後、膀胱全体に十分な生細胞があります。 その後、研究者は、コラーゲン、結合組織のタンパク質、および吸収性縫合糸に使用される材料であるポリグリコール酸でできた足場の外側に筋肉細胞を注ぎます。 2日後、足場の内側を尿路上皮細胞でコーティングします。 新しい膀胱は、体の状態を模倣したインキュベーターで育てられ、細胞が成長して一緒に編むことができます。 次に、膀胱が患者に埋め込まれ、そこで足場が徐々に溶解します。 研究者たちは膀胱の成長手順を標準化したとアタラは笑顔で言っており、今では「小、中、大、特大サイズ」を作っています。

再生医療のかつては珍しいアイデアが急速に現実になりつつあります。 昨年末、サンディエゴのバイオテクノロジー企業であるOrganovoは、最初の市販のボディパーツプリンターの販売を開始しました。 はい、あなたは正しく読みます:体の部分のためのプリンター。 インクジェットプリンターと同じアイデアを使用して、レーザー誘導された細胞の液滴と足場材料を可動プラットフォームに噴射します。 プリンタヘッドが通過するたびに、プラットフォームが沈み、堆積した材料が徐々に3Dの組織片を形成します。 世界中の再生医療研究所は、皮膚、筋肉、血管の破片を生成するためにプリンターに依存しています。 Atalaの研究室では、この技術を使用して、2室のマウスサイズの心臓を約40分で構築しました。

アタラと彼の同僚はまた、実験動物に移植されたときに尿を生成する実験室で作られた腎臓を作ることに成功しました。 そして、数年以内に、人間の皮膚が実験室で成長するようになり、痛みを伴う皮膚移植を受けなければならない犠牲者や他の患者に火傷を負わせることができると彼は言います。

体外で成長した臓器は医学を変容させるとアタラは予測しますが、体内での修復と再生の促進も同様に重要です。 彼と他の科学者は、健康な細胞と成長を誘発する分子を病気や損傷のある肺、肝臓、心臓に注入し、再生を促すと予測しています。 それから、究極の挑戦があります:いつか患者は手足全体を再生できますか?

「それは可能性の領域外ではありません」とアタラは言います。 「サンショウウオができるのに、なぜ人間はできないのか?」科学者は、サンショウウオが手足を最初から再生できるようにする微妙な遺伝的および生理学的プロセスの理解に近づいています。 より多くの手がかりは、切断された指を部分的に再成長させることができる遺伝的変異を持つ実験用マウスから来ています。

40年後の医師は、切断された脊髄、損傷した心臓、または手足の喪失さえも人間が再生するのを助けることができるでしょうか? アタラは楽観的だと言います:「20年前に今日可能であることは夢でした。」

Gretchen Vogelはベルリンに住んでおり、 Scienceに寄稿しています。

ウェイクフォレスト再生医療研究所所長のアンソニーアタラは、膀胱の成長手順を標準化しました。 (ウェイクフォレスト大学バプテストメディカルセンター) 研究室では、足場と実験室で成長した患者自身の細胞を使用して、交換用の身体部分を構築しています。 (ウェイクフォレスト大学バプテストメディカルセンター) 移植前に実験室で運動している心臓弁。 (ウェイクフォレスト大学バプテストメディカルセンター) ヒトで検査されている膀胱に似た膀胱。 (ウェイクフォレスト大学バプテストメディカルセンター)
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