合成臓器チップが生物医学に革命をもたらす

生物医学に新時代が到来するのか？やや途方もない発言かもしれませんが、相互接続されたチップ上に小さな人工人間の臓器を作成して実際の体をシミュレートするというこの新しいプロジェクトを見るのは不思議ではありません。あるいはもちろんその一部です。科学におけるモデルは、複雑さや倫理的な理由によりテストに使用できないものを研究するのに役立ちます。彼らにとって、ペトリ皿内の合成臓器は、身体の他の部分から分離されているという 1 つの理由を除いて、人間の臓器の非常に優れたモデルです。モデルが現実的であればあるほど、現実に何が起こるかを知ることが容易になります。したがって、サイバーパンク映画から取られたように見えるこの提案は、生物医学の将来に多くのことを約束します。

チップ上の合成臓器はこんな感じ

合成臓器について考えるとき、最も自然なことは、臓器そのものの形状を想像することです。ただし、これらの外観はオリジナルとはほとんど似ていません。しかし内部ではほぼ同じように機能しており、それが重要なのです。さまざまな臓器の細胞がこれらのチップ、つまり細胞が接着して成長を始める大きな表面積を持つトレイに植えられます。栄養価の高い液体を加えて必要な接続を行うことで、必要なものすべてに対応できる小型合成臓器のバッテリーが短時間で完成します。現在、人体の望ましい部分をシミュレートするように設計されたこれらの合成実験用臓器がすでに数十個存在しており、チップ上の合成臓器により、これまで不可能であったことを研究できるようになります。

最終的な目標は、研究者が揶揄して「ホモ・チッピエンス」と呼んでいる人体を完全に、または可能な限り忠実にシミュレートするために必要なチップをつなぎ合わせることです。ご理解いただけると思いますが、たとえば栄養液は血液とは大きく異なるため、この作業は決して簡単ではありません。ニューロンの接続はシミュレートできますが、より複雑な方法で調節されるホルモンメッセンジャーシステムはまだ改良する必要があります。生理学的な詳細を磨く必要はまだたくさんありますが、モデルは日々成長しています。これにより、不可能でさえあったことを、少なくともこれほど詳細に研究できるようになり、生物医学の新たな段階への扉が開かれるでしょう。

軍事起源、民生目的

私たちが日々享受している多くのイノベーションと同様、このアイデアの起源は軍事にあります。放射線、神経毒、または毒物が彼らに及ぼす影響を検査することを誰も望んでいません。もちろん。しかし、これらが人体にどのように作用するかを知る必要があります。米国政府は毎年、彼らが「生物防御」と呼ぶものを目的とした生物医学研究に数十億ドルを費やしている。このホモ・チッピエンスを使えば、これらの調査の効率は期待をはるかに超える可能性があります。しかし、もちろん、出身地に関係なく、世界中の研究者がここに集まります。感染症、一般生理学、ウイルス学、疫学…チップ上のこれらの合成臓器を研究に使用できる分野は数多くあります。正確な作用機序、細菌の胞子の数、ウイルスの正確な感染量、または物質のいわゆる半致死量をより正確に研究し、それらが他の臓器にどのような影響を与えるかを確認することができます。

そして最も重要なことは、誰も危険にさらしたり、動物モデルを使用したりしないことです。これもまた、非常に興味深い点です。チップ上のモデルを使用すると、多くの場合、そしてますます動物実験を省略できるようになります。あるいは、少なくともそれが私たちが望んでいることであり、それによって主に倫理的な問題が回避され、多額の費用が節約されるでしょう。米国としては、チップ上の肝臓とさまざまな化合物の影響の研究のためだけに1,800万ドルの予算を承認したいと考えている。もう一つの提案は、福島のような複雑な状況でより適切に行動する方法を知るために、私たちの臓器に対する放射線の影響を研究することです。可能性は計り知れませんが、私たちはその可能性を垣間見始めたばかりです。それでは、ホモ・チッピエンスを歓迎しましょう。冗談のようなこの名前が、本当に医学の新時代の始まりを示すものではないのかどうかは誰にも分かりません。