本当に動くミニチュアの心臓があるんです。本当です。カリフォルニアの研究所の蛍光灯の下で、人間の組織片が規則的に脈動しています。爪ほどの大きさですが、リズム、収縮、そして血流を再現しています。 チップ上のハート （ハートオンチップ）、心臓をスケール上で模倣した微小生理学的システム。
これは、侵襲的な実験を必要とせずに、細胞が新しい遺伝子治療にどのように反応するかを観察するために構築されています。 公式ニュース バークレー発のこのモデルは、マイクロ流体チャネルと心臓細胞の 3D 筋肉を使用しています。 そして、それは本当に、本当に有望に見えます。
配送の問題
心臓医学では長年にわたり、心筋に薬剤を送り込む試みが行われてきました。 脂質ナノ粒子（LNP）mRNAワクチンに使用されているものと同じベクターは、肝臓や肺にとっては優れたベクターですが、心臓では機能しません。エンドソーム（細胞の「税関」のようなもの）が治療薬を保持し、効果を発揮する前に分解してしまうのです。
エンドソームからの脱出の難しさは、心臓遺伝子治療のボトルネックとなっている。しかし今、状況は一変するかもしれない。
心臓チップ検査
カリフォルニア大学バークレー校、グラッドストーン研究所、カリフォルニア大学サンフランシスコ校が率いるチームは、細胞の pH で溶解して治療用 mRNA を放出する、酸分解性ポリエチレングリコールでコーティングされたナノ粒子を合成しました。
心臓チップ内では、これらの粒子が髪の毛よりも細い流体チャネルを通過し、心臓組織の密度をシミュレートします。その結果は？ いくつかは障壁を通過し、収縮細胞内にmRNAを放出しました。 研究 この研究はNature Biomedical Engineering誌に掲載されました。
模倣し理解するモデル
「私たちのフレームワークにより、心臓に効果的なナノ粒子を迅速に特定することができ、開発時間とコストを削減できます」と説明している。 ケビン・ヒーリーカリフォルニア大学バークレー校のバイオエンジニアリングおよび材料科学の教授。
心臓組織の3次元バージョンは、2次元モデルではシミュレートできない圧力と細胞間相互作用を再現します。それぞれのチップは、実験室から出ることなく、間違いを犯し、治癒し、そして学習する微生物となります。
マイクロ流体工学と組織工学を組み合わせることで、ナノ粒子の変異体を試験し、生体内での挙動を予測することが可能になります。これにより、生物学的試験の加速などが可能になります。
チップ上の臓器についてはすでに議論しましたが、私にとって重要な側面を強調したいと思います。それは、この技術は数ある利点の中でも、動物モデルに取って代わることができるということです。
チップ上の心臓から本物の心臓へ
チップ上での試験後、研究者らはマウスモデルで実験を再現しました。ナノ粒子は組織に浸透し、mRNAを心臓細胞に送達しましたが、損傷は検出されませんでした。人体で最も複雑な筋肉の一つにおいて、非ウイルスベクターがこのような効率を示したのは今回が初めてです。
前述の通り、私たちは特に心臓病学の分野でチップ技術に大きな関心を持っています。1年前にもそのことについてお話ししました。 心臓発作の診断を迅速化する「ミニチップ」チップ上の心臓は、より広範な個別化医療のパラダイムの一部です。
生命を蘇らせる人工心拍
ガラスとシリコン製のデバイスが、心臓に人間らしさを取り戻すというパラドックス（詩的な言い方かもしれませんが）があります。バイオテクノロジーはこれまで生命を模倣しようと試みてきましたが、今や自己修復のためのツールを提供し始めています。チップ上の心臓は、工学と生物学の接点であり、小型化が治癒の行為となるのです。
はい、先生。心不全に対する効果的な遺伝子治療への道は、組織片をガラス板に叩きつけることから始まるのです。約束はできませんが、事実は一つあります。人間の心臓を理解するには、まず自己治癒力を持つ心臓を作らなければなりません。
