近年、1型糖尿病のような慢性疾患の治療法の一つとして、幹細胞を用いた治療法が注目されています。しかし、幹細胞とは一体何なのでしょうか。また、幹細胞はどのようにして糖尿病の治療に役立つのでしょうか。

1型糖尿病では、体が血糖値を調節することができなくなります。これは、感染から体を守るための細胞やタンパク質のネットワークである免疫システムが、インスリンを生成する体内の細胞を誤って攻撃し、破壊してしまうからです。インスリンは、エネルギーとして使われるブドウ糖を体内の細胞に取り込ませることを主な仕事とするホルモンです（このインスリン産生細胞は膵臓にあり、β細胞と呼ばれています）。

何十年もの間、糖尿病の研究者たちは、破壊されたベータ細胞を機能するものに置き換える方法を探し求めてきた。1990年代初頭、カナダのエドモントンにあるアルバータ大学のチームは、亡くなったドナーから1型糖尿病の患者さんにβ細胞を移植する方法を改良し、その成功率と安全性を向上させることに成功しました。

移植により一定期間インスリンの服用を中止できる人もいますが、全世界に約870万人いる1型糖尿病患者に健康なβ細胞を供給するドナーは十分ではありません。また、移植を受けた人は、自分の体がドナー細胞を拒絶しないように、強力な免疫抑制剤を服用しなければなりません。

死亡したドナーのベータ細胞ではなく、幹細胞を使うことで、研究者たちは治療法への前進を期待しています。しかし、幹細胞とはいったい何なのでしょうか？

幹細胞からβ細胞を作る

幹細胞とは、体内のさまざまな種類の細胞（神経細胞、筋肉細胞、ベータ細胞）のいずれにもまだなっていない、若くて特殊化されていない細胞のことです。

大人も子供も、骨髄や脂肪など全身に幹細胞があり、それが細胞になって体を治していきます。また、生後3～5日の胚から採取される胚性幹細胞もあります。 特定の条件下で、正しい生物学的な「指示」を受けた幹細胞は、これらの細胞のいずれかに成長することができます。

研究者たちは、幹細胞から健康なベータ細胞を無制限に増殖させ、元の幹細胞を実験室内で増殖・成熟させることに取り組んでいます。このプロセスにより、健康なベータ細胞の供給問題を解決できるでしょう。

しかし、β細胞の供給は問題のひとつに過ぎない。この幹細胞が成熟してベータ細胞になった後も、免疫系が攻撃して破壊してしまうという問題が残っている。

新しいβ細胞を免疫システムから守る

幹細胞は実験室で培養されたもので、1型糖尿病患者のものではないが、移植されると、患者の免疫システムはインスリン産生細胞を異物とみなし、破壊の対象となります。(幹細胞由来のβ細胞は、1型糖尿病患者から採取したものでないため、移植されると免疫系がインスリンを産生する細胞を異物とみなし、破壊の対象となります（この免疫系は、体内の健康なβ細胞も標的にして破壊しており、これが1型糖尿病の原因になっている）。幹細胞由来のβ細胞を1型糖尿病の治療に大量に使うには、強力な免疫抑制剤を使わずに、移植した細胞を攻撃する免疫系を止める方法を見つけなければなりません。

研究者たちは、薬を使わずに免疫系の攻撃を止めるための戦略をいくつか検討してきました。一つは「カプセル化」で、健康なベータ細胞を容器や「パウチ」に入れて物理的な障壁を作り、免疫システムから保護するものです。この袋は、β細胞がインスリンを放出し、血液から栄養を得ることができるような材料で作られており、免疫系がβ細胞を攻撃することを許さないのです。しかし、体がベータ細胞の容器を壁にして、細胞が血液から必要な栄養を受け取るのを妨げることがあるので、カプセル化だけでは解決できないかもしれません。また、細胞で作られたインスリンが血液に入るのを妨げる可能性もあります。 

免疫抑制剤を使わずに移植したベータ細胞を守るもう一つの戦略は、ノーベル賞を受賞したCRISPRと呼ばれる遺伝子編集技術に関わるものです。

ウイルスや移植されたベータ細胞などの異物が、その人自身の細胞とは異なる遺伝子「シグネチャー」を持っている場合、免疫系はそれを破壊の対象とします。しかし、CRISPRを用いると、細胞群の遺伝暗号（DNA）を極めて正確に変更することが可能になります。この方法は、薬や農産物、遺伝子組み換え生物の作成によく使われており、幹細胞由来のβ細胞の遺伝コードを変えて、免疫システムが感知しないようにすることもできる可能性があります。

現在のβ細胞研究の進展

1型糖尿病に対する幹細胞治療の研究はまだ初期段階にあるが、ここ数年、いくつかの希望的な進展が見られます。

健康なベータ細胞を十分に作り、免疫系の攻撃を止めるという点で、新しい戦略を微調整するために、この1年間、臨床試験を実施している企業もあります。

6月には、幹細胞治療を受けた最初の2人の臨床試験データが発表されました。そのうちの1人は、270日後、Time in Rangeが40%から99%以上に改善され、インスリンの服用も止められるようになりました。ただし、免疫抑制剤の服用は必要でした。

注：勧告では、糖尿病患者のTime in Rangeの目標は少なくとも70％であることが推奨されている。

カプセル化とCRISPR技術は、現在も約70人の1型糖尿病患者を対象とした臨床試験で検討されています。この実験的な治療法を最初に使った研究者や患者さんを取材したドキュメンタリー「The Human Trial」が2022年6月に初公開されました。

まだまだ先の話ですが、これらの研究者たちは、大規模に使用できる1型糖尿病の治療法の開発に向けて土台を築きつつあるのです。

出典

https://diatribe.org/stem-cells-and-search-type-1-diabetes-cure