本記事は The Conversationとの協働により掲載されています。
英国では変形性関節症の患者が約 800万人 、関節リウマチの患者はさらに 50万人に上ります。残念ながら根本的な治療法はありません。現在利用可能な最も先進的な治療法であっても、関節の痛みや腫れを限定的にしか和らげられません。
変形性関節症と関節リウマチの主な特徴であり、障害の主な原因となっているのが軟骨の浸食です。この側面の疾患を治療する療法は存在しませんが、私たちの研究は、これを予防する全く新しい方法の鍵を握っている可能性があります。その方法には「マイクロベシクル」と呼ばれるものが関わっています。
私たちは何を知っているのか？
軟骨は血液供給を持たない数少ない組織の一つであり、これまでは、関節を取り囲む淡い麦わら色の液体である滑液から、小さな可溶性分子のみが拡散して軟骨細胞に栄養を与えると考えられてきました。実際、軟骨の障壁は細胞やその他の小さな構造物にとって侵入不可能だと長く考えられており、関節炎の治療法を届ける私たちの能力は大きく制限されてきました。
しかし、マイクロベシクルという存在があります。細胞から放出されるこれらの小さな構造物は、1949年に初めて記述されました。当初それらは「細胞の塵」（役に立たない細胞の残骸）と考えられていました。しかし近年、研究者らは、マイクロベシクルが実際には重要な情報伝達の手段であり、細胞間で情報を運ぶ小さな「パッケージ」であることを明らかにしました。これは分子を受け取り細胞に渡すことで行われ、その受け取り細胞は 振る舞いを変化させます。
関節リウマチの滑液には大量のマイクロベシクルが見られますが、その機能は謎のままでした。また、それらが軟骨と相互作用するかどうかも不明でした。
新たな知見は何か？
しかし 私たちは 、特定の種類の白血球が産生するマイクロベシクルが、軟骨細胞を保護するために軟骨内へ移動できることを発見しました。軟骨内に入ると、マイクロベシクルは体の修復機構を作動させ、関節内で軟骨の再生を促進します。このマイクロベシクルを蛍光標識し、軟骨内への移動を追跡することで、この現象を検出することができました。マイクロベシクルを関節炎のマウスの関節に直接注入したところ、軟骨が保護されました。
軟骨の保護におけるマイクロベシクルの役割をさらに検証するため、マイクロベシクルの産生量が少ない遺伝子改変マウスを作製しました。このマウスが関節炎を発症すると、対照群のマウスと比べて軟骨の浸食の兆候がより多く見られました。
どのように作用するのか？
これらの保護的なマイクロベシクルには、治癒過程を開始させることができる抗炎症性タンパク質Annexin-A1が含まれています。軟骨内では、Annexin-A1を高濃度に含むマイクロベシクルのサブセットが、軟骨細胞の細胞死を関節炎の際に防ぎ、これらの細胞がより多くの軟骨を産生するよう刺激して組織を再生できることがわかりました。このタンパク質を含むマイクロベシクルは体内に自然に存在しますが、関節リウマチでは、炎症を克服するのに十分な量が存在しないのではないかと考えています。
今後の展望は？
マイクロベシクルを足場として利用することで、患者自身の細胞を活用して関節を修復する、関節疾患患者のための将来の治療法を生み出すことを目指しています。これらのマイクロベシクルには、Annexin-A1などの治療用分子や、オメガ3脂肪酸から作られた低分子を充填し、軟骨内の細胞へ直接届けることができると考えられます。この戦略では、マイクロベシクルによって内容物が封入されるため、内容物のすべてが直接軟骨に届くことになり、投与量を減らすことが可能になるでしょう。
関節炎の治療に用いられる薬剤には副作用があります。ステロイドの長期使用は消化器系の問題を招くことがあり、また 生物学的製剤 （大型分子医薬品）は意図しない影響を及ぼすことがあり、患者が感染症にかかりやすくなります。
マイクロベシクル内に充填する予定の分子は、既知の副作用とは関連がありません。これらの分子は私たちの体内で自然に作られ、「炎症収束」と呼ばれる過程で炎症を抑え、修復機構を作動させます。
個別化されたマイクロベシクル医薬は、外科手術よりもはるかに侵襲性が低いでしょう。患者の血液を採取し、研究室でマイクロベシクルを生成して治療薬を充填し、関節内に注入します。ただし、この治療法を患者に用いる前に、患者の軟骨修復に必要なマイクロベシクルの数と、その保護効果がどの程度持続するかを明らかにする必要があります。
マイクロベシクルは、関節に薬剤を送達する隠された経路を提供するものであり、関節疾患患者にとって有望な戦略となります。
掲載は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
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著者：Lucy Norlingは、ロンドン大学クイーン・メアリー校のポスドク研究員です。
画像：Robert Granvilleが処方薬の錠剤を服用するために薬瓶に手を伸ばしている。Joe Raedle/Getty Images.
