ウェイクフォレスト再生医療研究所（WFIRM）の研究者たちは、微小重力が大腸がんモデルの化学療法に対する反応へどのように影響するかを、国際宇宙ステーション（ISS）上で研究しています。プロジェクト名は「宇宙の腫瘍アバター（TAVIS）」で、10月13日にフロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地からのNASAミッションに搭載され、打ち上げられました。
「微小重力がこれらの腫瘍をより反応性の高い状態にするなら、その背後にある遺伝子変化を特定し、地球上でも同じ変化を誘導してみたい」と、WFIRM の教授で本研究の主任研究者であるShay Soker博士は語っています。「これは免疫療法の精神にも似ており、腫瘍を免疫系に対してより“見える”状態にします。腫瘍は走ることはできても、隠れることはできません。」
これらの腫瘍モデルが微小重力下でどのように反応するかを詳しく調べることにより、腫瘍生物学と治療反応に関する新しい洞察を得られ、最終的には患者の利益につながる可能性があると期待しています
Anthony Atala
大腸がんは米国で最も診断されるがんの一つです。化学療法は治療の中心的な手段ですが、その効果は個人差があります。腫瘍の反応が乏しい多くの患者はより高い用量が有効かもしれませんが、副作用のため高用量はしばしば実施できません。腫瘍を化学療法に対してより反応させることができれば、患者が耐えられる用量で治療の効果を高められる可能性があります。
このプロジェクトのため、WFIRM の科学者は、臨床から得られた大腸がん細胞を用いて腫瘍の小さなレプリカである「オルガノイド」を作成しました。研究者らはこれらのモデルを用いて、化学療法薬が腫瘍細胞に及ぼす影響を検証しました。TAVIS では、これらのオルガノイドが患者腫瘍の代替、すなわち“アバター”として機能し、宇宙飛行士の研究者は宇宙空間での化学療法への反応の変化を観察します。一方、地球上では対応する対照群が治療を受けます。今月末に試料が地球へ戻ると、WFIRM の研究者は二群の反応を比較します。
もし微小重力下での治療が有効であることが示されれば、差異の原因となる遺伝子要因、例えばがん細胞の代謝の変化などを特定する作業へと進みます。研究者は次に、同じ遺伝子と細胞経路を操作することで地球上でもこれらの変化を再現できるかを試みます。腫瘍をより反応させる遺伝変化を特定できれば、次のステップはそれらの遺伝変化を誘導できる小分子薬を見つけ出すことです。これらを化学療法と組み合わせ、低用量でも治療効果を高め、耐容性を改善することを目指します。TAVIS の調査は、国際宇宙ステーションを研究プラットフォームとして活用するWFIRM の複数の研究の一つです。これらのプロジェクトは、宇宙環境が生物学的システムに与える影響を探究し、その洞察を人間の健康上の課題へ応用できるかを検討しています。
「国際宇宙ステーションは、地球上では再現できない条件下で生物学的プロセスを研究するための独自の研究環境を提供します」と、WFIRM のディレクターで本研究の共同主任研究者でもある Anthony Atala 医師は述べています。「これらの腫瘍モデルが微小重力下でどのように反応するかを検討することで、腫瘍生物学と治療反応に関する新しい洞察を得られ、それが最終的には患者の利益につながる可能性があります。」
TAVIS はコロラド大学ボルダー校の BioServe Space Technologies および Axiom Space とのパートナーシップによる取り組みです。プロジェクトは、国際宇宙ステーション国家ラボを管理する Space for Science in Space（CASIS）の資金提供を受け、NASA の生物学・物理科学部門との協力関係を通じた国家ラボの Igniting Innovation コラボレーションの選定を経て選ばれました。このプログラムは、宇宙環境を活用して人間の健康に関する課題へ取り組む研究を支援します。TAVIS は、宇宙という独特の環境で行われる研究を通じてがん生物学と治療反応の理解を深め、それらの知見を地球の患者の利益へ結びつけることを目的として選定されました。
出典： ウェイクフォレスト大学医学部
