いつの日か、1型糖尿病や、治療用タンパク質を複数回投与する必要がある他の疾患の長期的治療法として、電池不要のインプラントが注射に取って代わるかもしれない。

マサチューセッツ工科大学の研究チームが『Proceedings of the National Academy of Sciences』誌に発表したところによると、小型の装置によって、1型糖尿病患者が、その症状をコントロールするための毎日の注射や薬物投与からいずれ解放される可能性があるとのことです。

研究チームは、血糖値をコントロールするのに十分な量のインスリンが体内で分泌されない1型糖尿病を治療する既存の方法には限界があることを発見しました。

最もよく知られている方法の一つは、患者が血糖値を注意深くモニターし、少なくとも1日1回インスリンを注射することですが、これは膵臓が自然にできることを完全に再現したものではない、と研究チームは述べています。

1型糖尿病患者の中には、膵島細胞と呼ばれる膵臓の細胞群をヒトの死体から移植し、長期に病状をコントロールする人もいますが、移植された細胞が体内で拒絶反応を起こさないように免疫抑制剤を服用しなければなりません。この方法の回避策のひとつは、膵島細胞を免疫システムから保護する柔軟な装置に入れることですが、細胞に信頼できる酸素源が必要であり、その入手は困難であるといいます。

結局、MITの研究者たちは、体内の水がその酸素源になりうることに気づきました。

そのために、元々は燃料電池で水素を発生させるために開発された技術であるプロトン交換膜を使用した4分の1サイズの装置を開発しました。わずか2ボルトの電圧で、プロトン交換膜は体内の水蒸気を分解し、無害に拡散させます。一方、酸素は装置の貯蔵室に入り、酸素透過性の薄い膜を通して膵島細胞に供給されます。

装置内の小型フレキシブル・アンテナと体外の同調磁気コイルとの間でワイヤレス給電が行われ、後者は患者が皮膚にパッチとして装着できるため、ワイヤーやバッテリーは不要となります。

研究者らは、酸素発生装置を装着した糖尿病マウスが、健康な動物と同程度の正常な血糖値を維持していることを発見しました。酸素を発生させない装置をつけたマウスは約2週間で高血糖になりました。

酸素発生装置は、体内の免疫システムから攻撃を受け、その結果瘢痕組織ができ、システムの有効性が低下したにもかかわらず、成功した、と研究の上席著者であるダニエル・アンダーソン氏は電子メールで語りました。

線維症（瘢痕組織）は、移植された医療機器の周囲に一般的に形成されます。医療機器内に細胞が存在すると、酸素欠乏につながります。この装置は酸素を作り出すので、装置内の細胞は線維症があっても生きていられることがわかりました。

アンダーソンは、将来の装置は、瘢痕組織によって生じる問題の解決に焦点を当てるだろうと強調しました。

MIT化学工学科の教授であり、MITのコッホ統合癌研究所と医用工学・科学研究所のメンバーでもあるアンダーソン氏は、次のように語りました。

これらの結果を念頭に置いて、研究者たちの次のステップは、この装置を人間用に適応させる前に、より大きな動物でテストすることです。研究チームによれば、次の装置はより長持ちし、チューインガム程度の大きさになるはずだといいます。さらに研究者たちは、同様の装置が、注射以外の治療を求める他の病気の患者にも役立つことを期待しています。

「この装置には、広範な治療用タンパク質を産生するように操作可能な細胞が含まれています。」とアンダーソンは言います。「論文の中で、我々はこのコンセプトをモデルタンパク質であるエリスロポエチンで実証しています。従って、このクラスのカプセル化細胞技術は、凝固障害や変性神経疾患など、慢性的なタンパク質投与を必要とするいくつかの疾患の治療に使用できると考えています。

出典

https://www.courthousenews.com/quarter-sized-implant-offers-promising-type-1-diabetes-treatment/