この実験的な膵臓の処置は、一部の糖尿病患者におけるインスリン注射の必要性をなくすかもしれません。しかし、簡単ではないので、他の膵島細胞代替療法が研究されています。
ランゲルハンス島は、膵臓のβ島と呼ばれ、インスリンを分泌する細胞で、体内で自然に蓄えられています。
この細胞が、1型糖尿病では破壊されたり、深刻な損傷を受けたり、2型糖尿病の一部では欠乏しています。血糖値のコントロールに不可欠なホルモンであるインスリンの供給源がないため、1型糖尿病患者は毎日インスリンを注射しなければならない。
しかし、この10年間、研究者たちはβ膵島細胞を置き換える技術を研究し、微調整を続けてきました。2型糖尿病は別の病態で発症するため、このような治療法は一般的には有効ではありません。
膵島細胞を移植する方法として、β膵島細胞が存在する膵臓(胃の裏側にある大きな腺)を移植する方法があることが証明されています。膵臓の移植により、約半数の症例で少なくとも5年間はインスリン注射が不要になることが研究で示されています。
しかし、移植手術のリスクや移植後の抗拒絶反応薬の服用が必要なため、この手術は主に腎臓病が進行して腎臓移植も受ける患者さんの選択肢となっています。米国糖尿病協会(ADA)によると、一部の患者に対する腎臓と膵臓の同時移植は患者のリスクを高めず、移植された腎臓の生存率を向上させ、血糖の正常なコントロールを回復させる可能性があるという。
しかし、ADAの糖尿病ガイドラインは、膵臓移植は糖尿病の深刻な長期的副作用の一部を逆転させることに部分的にしか成功しないことにも言及しています。膵臓移植は、腎臓の問題や、毎日、時には何度もインスリンを注射する必要性を逆転させることができます。しかし、眼病や神経異常などの慢性的な症状は、これらの移植患者においてしばしば問題となり続ける。
この記事が書かれた時点で、全米の膵臓移植の待機者は1,389人、さらに腎臓と膵臓の複合移植の待機者は2,409人だと、United Network for Organ Sharing (UNOS) は発表しています。
膵島細胞移植
膵臓移植に代わる、侵襲がやや少ない方法として、膵島細胞移植単独があります。この実験的手法では、ドナーの膵臓からβ膵島細胞を同定、分離、摘出し、肝臓につながる大静脈に注入する。注入された膵島は、微細な血管の中に入り込み、肝臓の組織に取り囲まれて固定される。その後、膵島はインスリンの産生と分泌を引き継ぎ、肝臓を膵臓の代わりとして機能させる。
この方法の問題点は、ヒトのβ島は数が少なく、見つけるのが難しいことである。実際、β島は膵臓の全細胞の1%しかない(残りの細胞のほとんどは消化を助ける酵素を生産・分泌している)。さらに、膵島を採取する過程で、どうしても損傷したり破壊されたりするものもあると、糖尿病研究者は医師とのインタビューで説明している。
"膵臓を採取し、細胞を分離し、そしてそれらを1日で全て移植するプロセスはかなり大変です。"特に、細胞を分離するために実際にその丸1日を費やし、その手順から十分な細胞を思いつかないかもしれないという状況も考慮に入れると、ノースカロライナ州ダーラムのデューク大学医療センターの実験外科学科准研究教授兼細胞生物学科副研究教授、エマニエル・オパラ博士が述べています。
Opara氏らは、豚の膵臓から採取した膵島を使用するなど、ヒトの膵島細胞の代替となるものを検討している。動物の臓器をヒトに使用することについては議論があるが、豚や牛の膵臓由来のインスリンは、インスリンの商業生産が始まった1920年代初頭から使用されており、ヒトインスリンの使用は比較的最近の出来事である。
豚の膵島細胞は人間の膵島と性質も機能も非常によく似ているが、動物由来であるため、患者の免疫系からは外敵とみなされ、免疫系は特殊な細胞を送り込んで追い詰め、除去のためのタグをつけて殺してしまうのである。
この問題を回避するため、デューク大学のオパラ教授らは、アルギン酸という複合糖質からなる特殊な薬物送達球体を開発した。この球体は膵島細胞を取り囲み、「カプセル化」しており、膵島細胞を免疫系の作用から保護しながら、血糖を取り込み、インスリンを排出させるのに十分な多孔性を持っていると報告されている。この球体は、古代の城を守る弓矢の矢じりのようなものである。
デューク大学の研究者たちは、採取した膵島細胞を冷凍保存する方法についても研究しています。「私がやっていることの一つは、これらの細胞を非常に生存しやすい状態で保存できるような手順を設計することで、必要なときに、医者に行って(膵島細胞を)処方してもらい、薬局に行って受け取るという状況を近似的に実現することです」と、オパラは医者に語っています。
膵島細胞の予備を作るだけでなく、この技術には、細胞を免疫系に対して攻撃的でなくすることで、1型糖尿病患者に移植したときに細胞が長く生き残るようにするという有益な副作用があると、Oparaは言う。
膵島シート、ウイルス、幹細胞
他の研究チームは、膵島細胞を多孔質のプラスチックで囲んだシートの研究を行っている。このシートは、理論的にはバイオ人工膵臓として機能する可能性がある。また、β膵島細胞移植を免疫系に受け入れやすくするウイルスの実験も行われており、生物学的な「ステルス」技術の一種となっている。
2001年に医師が報告したように、国立衛生研究所の研究者は、胚性幹細胞をインスリン産生細胞の特殊なタイプであるベータ島細胞に誘導することによって、インスリン産生を回復させる新しい方法の開発に取り組んでいる。この技術がヒトで成功すれば、糖尿病治療における大きなブレークスルーとなり、インスリン注射に取って代わる可能性もあると、研究者は4月26日発行のサイエンス誌に報告している。
しかし、新しく作られたインスリン分泌細胞は、胚発生の最も初期の段階にのみ見られる非特異的な細胞の一種に由来するため、この治療法のヒト版は、ヒト胚に由来する細胞を用いた医学研究に反対する政治・宗教右派からの激しい反対に直面することになるだろう。
2001年、ブッシュ政権は、不妊治療クリニックで毎日廃棄されるような新しく作られた胚に由来する細胞を使った研究の禁止を発表し、科学者は現在入手可能な幹細胞株を使った研究に制限された。幹細胞研究者は、この決定によって有意義な研究を行うことができなくなり、糖尿病の治療法など命を救う治療の開発が数年から十年も遅れるかもしれないと述べている。