マーティン・ジョン・エヴァンスirが1981年に最初の胚性幹細胞培養の証拠を発表したとき、この研究は医療分野でのかすかな希望を提供しました。 多くの人は、これらの特殊化されていない細胞が万能薬になると考えていました。
このアイデアは興味をそそるものです：少し癒着すると、これらの細胞は皮膚から軟骨まであらゆるものに変わる可能性があります。 彼らは完全な臓器や体の部分にまで成長することさえできました。 そして近年、研究者はこれらの細胞が別の特別な特性を持っていることを学びました：それらは近くの組織の成長に拍車をかけることができます。
13年前、リバプール大学の統合生物学研究所の責任者であるアンソニー・ホランダーが、膝の半月板の裂傷を修復する新しい方法を見つけたのは、この後者の特性でした。 現在、ホランダーと彼のチームは、いわゆる「生体包帯」の最初の非人間的試験を完了しました。そして今日、彼は本発明の特許（米国特許第9, 539, 364号）を正式に認可されました。
包帯は、コラーゲンの薄い足場で構成されています。コラーゲンは、結合組織に見られるタンパク質で、多孔質だが丈夫な材料を形成する可能性があります。 研究者は、この層に、各患者の骨髄から培養された間葉細胞として知られる幹細胞のタイプを注入します。 修復中、医師は半月板の両側に包帯を置き、半月板コラーゲンサンドイッチを縫合します。 そのアイデアは、幹細胞が半月板組織の治癒を促進する成長因子を放出し、2つの側面が一緒に編むのを助けるというものです。
幹細胞トランスレーショナルメディシンで最近発表された新しい研究では、18歳から45歳までの5人のメニスカス涙を伴う被験者を対象に、この包帯の最初のテストが記録されました。 2年後、3人の患者は無症状のままでした。
メニスカスの裂傷は一般的な損傷ですが、修復が難しいことで有名です。 各膝にあるこのC字型の軟骨リングのペアは、衝撃吸収材のように機能し、歩行、ランニング、ジャンプ、および突進中の膝の衝撃を緩和します。 それらは、膝で一緒になる骨の端を覆う軟骨のキャップを保護します。 しかし、加齢に伴い、ストレスが続くとメニスカスが摩耗し、涙が出ます。
問題は、メニスカスが腕の切り傷のように治らないということです。 ディスクの外側の縁の裂け目は比較的よく治ります。 赤と赤のゾーンとして知られるこの地域では、血液の供給が比較的良好です。 しかし、それは白帯と呼ばれるディスクの内側の端に向かって減少します。 この地域の涙は簡単には治りません。 この研究で扱われた損傷はすべて、白と白の領域だけでなく、中程度の血管密度の領域（赤と白の領域）で発生します。つまり、これらの涙は治すことが最も困難です。
過去数十年まで、メニスカス涙の修復は、破損を含むメニスカスの一部またはすべての除去でした。 しかし、研究者は現在、これにより、関節が変形性関節症（関節の変性状態）の影響を受けやすくなると考えています。 半月板のクッションがないと、歩行や階段登りなどの基本的な日常活動中に膝の軟骨にストレスがかかるため、関節の摩耗が大きくなると考えられています。 それでも、この手順は半月板の涙の最も一般的な治療法のままです。
幹細胞は解決策ですか？
ニューヨーク医科大学のスポーツ医学部長のハワード・ルクスは、「この技術をつかんで、実際にこれを採用しなければならないと言って、椅子から飛び出すことはしていません」と言います。 テストには比較的小さなテストグループ（5人）があっただけでなく、適度な成功率（5つのうち3つ）がありました。
しかし、Luksは、結果に何らかの見込みがあることを認めています。 「ここで彼らの論文の涙は非常に複雑な涙であり、あなたの平均的な整形外科医はそれを行うことができません」と彼は言います。 「彼らは特定の涙を修復することができますが、彼らが修正したものを修正することはより困難です。」
しかし、変形性関節症の発症にはさらに多くの要因が関与している、と彼は指摘しています。 「あまりにも長い間、機械的なプロセスから考えてきました」と彼は言います。 半月板の除去は変形性関節症を引き起こす可能性がありますが、それは病気の発症を促進する多くの要因の1つです。
生化学も関与している可能性が高い、とLuksは言う。 関節の怪我や過度の衝撃により、膝の「化学的カスケード」と呼ばれるものが引き起こされることがあります。 「膝の中の化学物質と化合物は、残っている軟骨の生存率に対して敵対的になります」と彼は言います。 そして、プロセスが開始された後、医師はそれを止める方法をまだ理解していません。 したがって、この試験の患者が変形性関節症を発症するかどうかはまだ不明です。
物理的修復の他の方法は、そのような涙を固定するのに同等に効果的であることが示されていると、摩耗療法として知られる方法を含む、Luksは指摘する。 この手順では、外科医は膝関節（滑膜）の内側を削って出血を誘発し、半月板の再生を支援します。
「何十年もの間、白と白の領域でメニスカスを修復することは避けましたが、それはうまくいかないだろうという考えでした」と彼は言います。 「しかし、その後、私たちの多くがそれらを修復し始め、それが機能することがわかりました。」
ニューヨーク市の特別外科病院の組織研究者兼臨床医のスコット・ロデオは、この研究で別の問題を抱えていました：「コントロールグループはありません」と彼は言います。 「インプラント自体の追跡はありません。」
しかしながら、ヒトでのこの最初のテストは、生きている包帯の安全性をテストすることを目的としていたと、ホランダーは言います。 メニスカスのホワイトゾーンでの手術の失敗率は高いため、「治療の直接的な利益があったと確信している」と彼は言います。将来の研究で対照群を持ちたいと考えていますが、そのようなグループには倫理的な懸念があります。 「手術だけで失敗することを示す多くの証拠があるので」と彼は言い、患者がそのような処置を受けることは非倫理的であると考えられる。
しかし、生体包帯は、半月板修復における幹細胞使用のより有望な方法の1つです。 Hollanderがこの分野で研究を開始したとき、他のほとんどのグループは、半月板の壊れた部分を埋める組織を成長させるための幹細胞の基礎として幹細胞注入コラーゲン構造を使用しようとしました。 「組織工学をしているとき、空間を埋めているとき、組織の大きな塊を作っている」とホランダーは説明する。
しかしながら、ホランダーは、これらの方法がうまくいかないことを暗示していました。 幹細胞は、関節に挿入されると制御が非常に難しくなります。 「膝は非常に敵対的な環境です」とルクスは言います。 「[だから]通常、これらの細胞は膝で長く生きず、私たちが思っていたのと同じように振る舞いません。」
それに加えて、オランダ人は別の何かを試してみたかった。 「私は他の人と同じことをしたくない」と彼は笑いながら言った。 そこで彼は、幹細胞の他の特性を活用して、最終的に生体包帯を開発しようとすることにしました。 それ以来、彼は製品を販売するためにスピンオフ会社のAzelonを開発しました。
最近、多くの医師は、半月板修復における幹細胞の使用の成功をすでに主張しています：ゲルに懸濁した幹細胞の適用からコラーゲン構造へ。 しかし、この技術は広く使用されるにはほど遠い、と特に米国では、幹細胞の培養が厳密に規制されているロデオは言う。 この時点で、「商用アプリケーションは科学よりもはるかに優れています」と彼は言います。 これらのアプリケーションを商業的に安全に使用する前に、これらすべてのアプリケーションについてさらに学ぶ必要があります。
Hollanderは、幹細胞包帯は膝だけでなく、回旋腱板から分娩で引き裂かれた母親の肛門括約筋まで、さまざまな軟部組織の修復にも非常に有望であると考えています。 しかし今のところ、彼はメニスカスに焦点を合わせています。 「この1つのアプリケーションを実行するだけで何年もかかりました」と彼は言います。 「すべてを行うことはできません。」
Hollanderは、大規模な試験の資金をすでに調達しています。 彼はまた、プロセスを合理化し、その費用の一部を削減することを計画しています。これは、ロデオとラックスの両方に関係する問題です。 これを行うために、Hollanderはドナー幹細胞の使用に切り替えて、患者が最初に幹細胞を吸引してから包帯を埋め込むという2つの手順を行う必要がないようにしたいと考えています。
「私たちは、[生きている包帯]を凍結して、数か月間病院に保管し、冷凍庫から取り出して温め、移植できるようにしています」と彼は言います。 「それにより、はるかに簡単なプロセスになります。医療提供者にとっては、はるかに費用対効果が高くなります。」
生体包帯の有効性を確認するには、さらに多くのテストを行う必要がありますが、チームは正しい軌道に乗っているようです。
「一番下の行は、メニスカスを節約するために支払うことです」とLuks氏は言います。 「メニスカスが修復可能な場合、修復する必要があります。」
