心筋の強化や他の疾患を治療する幹細胞療法は、ヒト臨床試験で有望視され始めている。 しかし、臨床成果の観察以外に、標的臓器内の移植細胞の有効性を評価するうえで再現性の欠如や使用期限、非侵襲的なツールの欠如は、幹細胞分野の進歩を遅らせてきた。
メリーランド大学医学部（UMSOM）、ペンシルバニア大学、およびエモリー大学の研究者らは、移植された幹細胞の有効性を追跡するのに血液検査が使用できると理論づけた。 彼らは、移植幹細胞からレシピエントの血液に分泌される エクソソーム と呼ばれる微小な細胞成分を分析した。 研究者らは、2種類のヒト心臓幹細胞を移植し、循環するエクソソームをモニターした後、げっ歯類の心臓発作モデルまたは心筋梗塞モデルで自らの理論を検証した。
この研究者らは、循環するエクソソームが細胞成分を標的の心筋細胞に送達し、心臓の修復をもたらすことを発見した。 彼らの研究成果は、2019年5月22日にScience Translational Medicineにオンラインで発表された。 この論文は「移植された前駆細胞由来の循環エクソソームが虚血性心筋の機能回復を助ける（Circulating Exosomes Derived from Transplanted Progenitor Cells Aid the Functional Recovery of Ischemic Myocardium.）」と題されている。
「エクソソームには由来する細胞のシグナルを含んでいる - タンパク質、核酸やマイクロリボ核酸（miRNA） - 受容体細胞に影響を及ぼし、我々が標的としている臓器を改変または再生する。」と共著者であるUMSOMの外科教授およびメリーランド大学小児病院の小児心臓外科のディレクターであるSunjay Kaushal博士は述べた。「我々は現在、心臓だけでなく、他の臓器に対する幹細胞療法を受けた個々の患者への有効性を判断するためのツールを持っている。」
液体生検と呼ばれる血液検査を通じて、研究者らは、心筋梗塞後にラットの心臓に移植されたヒト心筋細胞由来細胞（CDC）および心臓前駆細胞（CPC）をモニターし、移植７日後のエクソソームの血漿濃度を比較した。
CDC / CPC由来のエクソソームを精製した後、研究者らはエクソソームが心筋の回復に関連するmiRNAを含んでいることを発見した。 さらに、彼らは、培養で産生されたCPCおよびCDCが、生体内の移植細胞によって産生されたエクソソームと内容が異なることを見出した。
UMSOMの共同研究者であるSudhish Sharma博士は、次のように述べている。「幹細胞が何をするのかを理解する上で、我々の研究は最初の足がかりとなるはずだ。 これらのバイオマーカーを使用することで、回復のメカニズムと程度を理解することができる。」
メリーランド州立大学ボルチモア校（UMB）医学部副学長のE. Albert Reece博士らは、次のように述べている。「この研究で使用された方法は、液体生検が精巧になるにつれて診断上の有用性が上がる。より詳細な研究はその答えを提供するかもしれない。」
BioQuick News:Exosomes from Transplanted Stem Cells Aid Recovery from Heart Attack in Animal Model; Analysis (Liquid Biopsy) of Circulating Exosomes from Transplanted Cells Can Allow Scientists/Physicians to Understand the Mechanism & Extent of Recovery
