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がん患者にとって化学療法は命を救うものだが、一部の患者には副作用として心臓障害が伴う。

抗がん剤の心毒性をスクリーニングすることは、現在進行中の課題である。心臓細胞はシャーレの中で自然に増殖することはないため、研究者はげっ歯類モデルの心臓組織を用いてこの重要な試験を行う必要がある。

Tufts UniversityのCummings School of Veterinary MedicineとTufts Medical Center の研究者らによる新しい研究によれば、他の原因で死亡したイヌから臓器提供を受けて得た心臓組織は、抗がん剤の毒性を調べるための有望なプラットフォームであり、研究者らに新たな選択肢を提供する。

Cummings School of Veterinary Medicineの臓器提供プログラムは、人間における臓器提供プログラムと同じ仕組みで、飼い主は、動物と人間の健康に関する研究を支援するために、ペットが他の原因で死亡したときに心臓を提供することに同意する。

この研究は、PLOS ONE誌に最近掲載された。

「心臓機能低下に気づくまでに何年もかかるため、あまり考慮されないのが長期的な心血管系への毒性である」と、Cummings School of Veterinary Medicine准教授で循環器専門医の Vicky Yang氏は述べる。

「われわれの細胞培養プラットフォームを使えば、抗がん剤の副次的効果を非常に素早く再現し、生物学的原因を操作して、治療薬の毒性を弱めることができる」

研究チームは概念実証として、イヌの心臓スライスをドキソルビシンに暴露した。ドキソルビシンは、さまざまな固形腫瘍を抑制するためにヒトやイヌで使用されている化学療法薬だが、生命を脅かす心臓障害を引き起こすことでも知られている。

Yang氏らは、心臓細胞が薬物による傷害から回復していないことを観察した。これはオートファジーと呼ばれるプロセスであり、げっ歯類の研究で得られた知見を検証するものである。

予想外なことに、イヌの心臓スライスは1週間以上も生き続け、ネズミのモデルから採取した心臓細胞よりも2倍以上長持ちし、コストも少なかった。

イヌはヒトと遺伝的に類似しているため、このプラットフォームは標準的なマウスモデルよりも迅速かつ包括的で、より臨床的な薬物スクリーニングが可能である。

“We still don’t know why our platform works so well, but maybe we aren’t giving heart tissue enough credit,” Yang says.
「われわれのプラットフォームがなぜこれほどうまく機能するのか、その理由はまだわかっていないが、心臓組織を十分に評価していない可能性がある」と、Yang氏は言う。

「心臓組織というのは、われわれが考えている以上に回復力があるのかもしれない。

抗がん剤の副作用を調べるには、げっ歯類モデルでコストと労力のかかる研究を行う必要がある。

イヌは人間と共通する遺伝子が多く、化学療法を受ける患者と同じ心臓の副作用を経験する可能性がある。

そのため、イヌの心臓スライス・スクリーンは、げっ歯類モデルよりも迅速かつ包括的で、臨床的に適切なデータを提供することができる。

Yang氏らがそのプラットフォームを完成させるまでには、2年以上の試行錯誤が必要だった。

このプロジェクトはCummings School とTufts Medical Centerの共同研究であり、ヒトの心臓専門医と腫瘍専門医、そしてげっ歯類モデルを扱う獣医学専門医と基礎科学者が一堂に会した。

彼らの共通の目標は、研究室で得られた心毒性データをヒトの患者に適用するための最良の方法をまとめることだった。

Yang氏は、このプラットフォームを拡大するための限界は、研究者に心臓組織を提供する臓器提供プログラムを持つHenry and Lois Foster Hospital for Small Animalsのような学術的な動物病院へのアクセスであると認めている。

トランスレーショナル心臓腫瘍学は新しい分野であり、研究者は他の臨床医と協力して、より幅広い抗がん剤を試験することを熱望している。

https://ecancer.org/en/news/23019-a-new-method-to-test-cancer-drug-toxicity

(2023年5月2日公開)