シドニーにあるCarmine Gentile博士の研究室では、移植拒絶反応のリスクを最小限に抑えるために、患者固有の細胞を使用して、オンデマンドでバイオプリントされる心臓組織を開発しています
現在、心臓発作で損傷した心筋を修復する方法はないため、世界中の多くの患者が長い間心臓移植を待っています。適合するドナーが見つかった数少ない幸運な人々でさえ、さらに多くのハードル（臓器の生存率、地理的距離、免疫拒絶反応など）があります。その結果、心臓疾患は依然として世界的な死因の第一位となっています。世界保健機関（WHO）によると、毎年1,790万人の命が心血管疾患によって失われています。
— UTSの研究室で、患者の細胞から心臓組織を3Dバイオプリントする研究をしているCarmine Gentile博士
シドニー工科大学（UTS）の心臓血管再生グループのリーダーであるCarmine Gentile博士は、2020年に、彼の研究室が「患者自身の幹細胞を使用して、拒絶のリスクがない移植用に個人化された心臓を3Dモデル化してバイオプリンティングできる技術を開発した」と発表しました。具体的には、この技術は、バイオプリントされた心臓パッチ内に血管を作成するための細胞の最適条件を特定しました。
In2020年の研究では、アルギン酸塩-ゼラチンハイドロゲルを使用して、マウスの細胞をCELLINKのBIO X™ でバイオプリントしました。これらのバイオプリントされた心臓細胞は、心臓組織の鼓動するパッチに発達するまで、7～14日間培養されました。細胞が由来するマウスの開心手術で、血管新生心臓パッチを心臓の損傷部分に移植しました。この移植は、3Dバイオプリント心臓パッチの安全性を確認し、また心臓機能に良い影響を与えることを確認することを目的として行われ、その結果、両方が検証されました。
「これはゲームチェンジャーになる可能性があります」と、2020年の研究を博士課程の指導教官であるGentile博士と共同執筆した、心臓胸部外科の研修生であり、シドニー工科大学（UTS）の博士課程の候補者であるChris Roche氏は述べています。UTSのGentile博士の研究室と協力し、シドニー大学、シドニー大司教区およびオーストラリア心臓研究所の支援を受けて、Roche氏の博士論文は、これらの血管新生心臓パッチと移植手順をさらに最適化することを目指しています。彼の目標は、いつの日か人間の患者を対象とした臨床試験に到達することです。「心臓発作の後、拒絶反応のない心臓の細胞をオンデマンドで交換できるようになり、心不全のリスクも減り、さらに重要なことに、心臓移植の順番待ちがなくなる」とRoche氏は楽観的な見通しを示しています。
「私たちは、患者さんが心臓移植に代わる安全な治療法を緊急に必要としていることを知っています。」とGentile博士は話します。「私たちは、この技術をさらに発展させ、可能な限り最短時間で利用できるようにするために努力しています。」Gentile博士の研究室では、3Dバイオプリントした心臓組織のin vivo試験とプロトコルの微調整に引き続き注力する予定です。CELLINKは、この進取の気性に富んだ研究室の活動を支援し、いつの日か患者固有の再生医療に必要なヒト心臓組織のバイオプリントを可能にして、未来の医療を創造します。
UTS Profile of Dr. Carmine Gentile
Roche CD, Brereton JR, Ashton AW, Jackson C, Gentile C. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 2020. DOI:10.1093/ejcts/ezaa093.
Roche CD, Gentile C. Journal of Visualized Experiments. 2020. DOI:10.3791/61675.
Roche CD, Sharma P, Ashton AW, Jackson C, Xue M, Gentile C. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021. DOI:10.3389/fbioe.2021.636257.
