研究者らは、人間の関節を模倣した血管を備えた 3D チップ上の臓器を開発しました。この発見は、研究者が関節疾患の病態をより深く理解し、関節炎の新しい治療法の特定と試験を支援するのに役立ちます。関節リウマチや変形性関節症などの関節炎性関節疾患は、関節を潤滑し、関節の運動時の磨耗を防ぐ粘性流体を生成する関節腔内の膜である滑膜の炎症を特徴とします。衰弱状態に伴う痛みや腫れを治療する以外に治療法はありません。
滑膜を標的とした治療法は、関節炎性関節疾患を治療する大きな可能性を秘めていますが、複雑な人間の生理機能を正確に再現するモデルが必要です。今回、ロンドンのクイーン・メアリー大学の研究者らはまさにそれを行い、ヒトの滑膜細胞と血管細胞を含むチップ上の3D臓器を作成した。
「私たちのモデルは、機械的負荷を採用した最初のヒト血管新生滑膜チップであり、天然の滑膜生物学の多くの重要な特徴をうまく再現しています」と研究の共著者の一人であるティモシー・ホプキンス氏は述べた。
培養および実験条件を最適化するために、最初に多数の 2D 細胞培養実験が実行され、その後それらがオルガン・オン・チップ・モデルに適用されました。このモデルは、初代ヒト線維芽細胞様滑膜細胞 (hFLS)、特殊な滑膜細胞、および機能的な血管ネットワークに発達できるヒト臍帯静脈内皮細胞 (HUVEC) で構成されています。
研究者らは、hFLS が天然のヒト滑膜の内層、つまり内層の行動特性を示すことを観察しました。ヒトでは、滑膜は高度に血管が発達しており、毛細血管は多くの場合内膜の下に位置しています。 hFLS はまた、滑液の主要成分を分泌し、炎症や機械的伸張試験に反応します。
研究者らは、今回の研究結果は、滑膜や関連組織の個別化されたチップ上臓器モデルなど、関節炎疾患の新たな治療法を特定し、テストするための滑膜オンチップの可能性を示していると述べている。
この研究のもう一人の共著者であるマーティン・ナイト氏は、「私たちの滑膜オンチップモデルと、現在私たちの研究室で開発中の関連するヒト関節モデルには、前臨床試験を変革し、関節炎の新しい治療法の提供を合理化する可能性があると信じています」と述べた。 「私たちはこのモデルを科学界と共有し、業界パートナーと協力して新しい治療法をできるだけ早く患者に提供できることに興奮しています。」
また、市販のプラットフォームを利用して開発されているため、機器の設計や製造の専門知識を必要とせず、普及に適しています。
この研究は「Biomedical Materials」誌に掲載された。