毎年、靭帯の損傷により、何千人ものアスリートや一般市民が厳しい状況に置かれている。 回復には時間がかかり、痛みを伴う。また、瘢痕が形成されたために完全に機能が戻らない場合もある。これは、靭帯の損傷がさらに損傷しやすくする要因だ。Stem Cells（2020年11月3日）で発表されたこの新しい エクソソーム ベースの研究は、将来的には歓迎すべき解決策につながる可能性がある。 このオープンアクセスの論文は「エクソソームで教育されたマクロファージとエクソソームが靭帯の治癒を差別的に改善する（Exosome‐Educated Macrophages and Exosomes Differentially Improve Ligament Healing.）」と題されている。この研究は、特定のエクソソームとエクソソームで教育されたマクロファージが、それぞれ靭帯の治癒を促進し、瘢痕を減らす方法を示している。
エクソソームは、これまでに研究されたすべての細胞によって放出され、タンパク質や遺伝情報を細胞間で往復させることができる小胞だ。 マクロファージは、通常、微生物を殺して死んだ細胞を取り除く白血球の一種だが、他の免疫系細胞の作用を刺激することもできる。
「教育されたマクロファージ」（EEMs:Educated macrophages）は、情報伝達エクソソーム（この場合は間葉系間質細胞MSC由来のエクソソーム）との相互作用によって「教育」されたマクロファージを指す。
昨年、今回の研究チームのウィスコンシン大学マディソン校（UW-マディソン）の研究者らは、別の研究を発表している（Stem Cells のオープンアクセス論文として公開済）。
この論文では、アキレス腱をEEMsで治療すると、炎症が軽減され、腱の強度が向上することを示している。 EEMsは、CD14 +マクロファージをMSC由来のエクソソームに曝露することによって生成されたものだ。
「我々の以前の研究はマウスのモデルで行われた」と、UW-マディソンの整形外科およびリハビリテーションの教授であるRay Vanderby 博士は述べている。 彼とUW-マディソン医学部のPeiman Hematti医学博士は、これらの研究の両方の著者だ。 「MSCによる治療と比較して、エクソソームの結果は優れていたが、機能的/機械的なメリットはEEMsほど明白ではなかった。」
最初に、この研究者らは、別のげっ歯類モデル、つまり膝の端に沿って走る靭帯であるラット内側側副靭帯（MCL:Medial Collateral Ligament）でEEMsの治癒効果を再現したいと考えていた。 「以前の腱の結果と同様に、EEMs治療が炎症を軽減し、靭帯の治癒を促進すると仮定した」とVanderby 博士は述べた。
続いて、研究者らは、MSC由来のエクソソームが靭帯の治癒を改善し、瘢痕形成を減少させる可能性があると仮定して、ラットのMCL損傷に対するエクソソーム療法の効果を研究したいと考えた。
この結果が出たとき、彼らは、EEMsが実際にラットのMCL機能を改善し、M1 / M2マクロファージ比も低下させたというチームの推測が支持された。 （M1マクロファージは細菌やウイルスから保護するが、M2マクロファージは創傷治癒と組織修復に重点を置いている。）
エクソソームはまた、生物学的反応を誘発した-最も顕著なのは、コラーゲンの増加と瘢痕の減少だ。 「瘢痕形成を減少させ、コラーゲン型の発現をアップレギュレートするエクソソームの能力は、腱治癒モデルで公表されているが、我々の知る限り、靭帯でこれを報告した最初の研究だ。」とVanderby博士は述べた。
「この研究は、MSC由来エクソソームの分野におけるエキサイティングな進歩だ」と、カリフォルニア大学デービス校（UC-Davis）校のStem Cells 編集長兼幹細胞プログラムディレクターであるJan Nolta医学博士は述べている。 「エクソソームで教育されたマクロファージが腱と靭帯の両方の治癒にそのような主要な役割を果たすことができるというこの優れたグループによる実証は、人間の運動傷害の治癒の軌道を改善するための刺激的な可能性を秘めている。」
この研究者らは現在、靭帯および腱に関連する損傷の治癒を促進することに加えて、EEMsおよびエクソソームが他の瘢痕性の衰弱に適用される可能性があるかどうかを疑問視している。 このグループにとって特に興味深いのは、EEMsとエクソソームを使用して、さまざまな変性およびスポーツ関連の整形外科疾患を治療する方法だ。 ただし、EEMsとエクソソームは、骨髄移植医としてHematti 博士が特に関心を持っているもう1つの分野である骨髄への放射線障害など、他のさまざまな用途でも調査可能だ。
「EEMsとエクソソームはそれぞれ治療薬として魅力的な特徴を持っている」とHematti 博士は述べている。 「細胞療法として、EEMsは増殖したり、望ましくない細胞タイプに分化したりすることはない。これは、多くの幹細胞療法における懸念事項だ。さらに、EEMsは、既製のエクソソームを使用して患者自身の単球から生成できるため、自己MSCと比較してより高速で簡単なプロセスだ。あるいは、エクソソーム療法は、生物学的に活性な成分を送達するための無細胞で貯蔵安定性のある治療法である可能性がある。」
「全体として、我々の研究結果は、炎症と組織リモデリングを調節することによって靭帯の治癒を改善するためのEEMsおよび/またはエクソソームの使用をサポートすると信じている」とVanderby博士は結論付けた。
画像：
エクソソーム教育マクロファージ（EEMs）とエクソソームは、靭帯の治癒を特異的に改善する。 負傷したラット内側側副靭帯（MCL）へのEEM治療は、炎症の軽減と靭帯強度の改善をもたらした。 対照的に、エクソソーム治療は瘢痕サイズを縮小し、コラーゲンの組織化と産生を増加させた。 異なる結果にもかかわらず、両方の治療法は治癒を促進するのに独特の効果があった。(Credit: AlphaMed Press)
BioQuick News:MSC-Derived Exosomes and Exosome-Educated Macrophages Can Differentially Improve Ligament Healing
