心筋虚血再灌流障害：自己ミトコンドリア移植は心臓手術に匹敵する

心筋虚血再灌流障害は、重症の場合は障害や死亡を引き起こす可能性のある、よく知られた心臓病です。この病気は通常、心原性ショックと虚血再灌流障害という 2 つの症状を伴います。

心原性ショックとは、心臓が血液を効果的に送り出すことができず、体の臓器が十分な酸素を受け取れなくなる危険な状態です。この場合、適切な治療措置が取られなければ、体内のすべての臓器の機能が麻痺してしまう可能性が非常に高くなります。現在の治療戦略には、心臓の収縮を維持するためにアドレナリンやドーパミンなどの薬物を使用することや、心臓の血液送り出しを助けるために体外式膜型人工肺（ECMO）の使用を検討することが含まれます。しかし、薬物療法には一定の毒性があり、効果も限られています。 ECMO には専門的な機器とモニタリングが必要なだけでなく、合併症のリスクもあります。

一方、虚血再灌流障害は、以前に虚血状態にあった組織に血流が戻り、さらに細胞損傷を引き起こす場合に発生します。正常な血液供給を回復することは組織の修復にとって重要ですが、再灌流自体が細胞の損傷を悪化させ、元の病気を制御不能にする可能性があります。したがって、信頼性が高く安全な治療法を見つけることは非常に重要です。

膨大な医学データから、ミトコンドリアは細胞内のエネルギー工場であり、細胞に必要なエネルギーを供給する役割を担っていることがわかっています。 **心筋細胞がひどく損傷すると、ミトコンドリアが影響を受け、心臓の機能に影響が出る可能性があります。そのため、科学者や医師は次のように考えています。健康なミトコンドリアを患者の体の他の部分から抽出し、損傷した組織に移植すれば、その組織内のエネルギー代謝機能を高めて修復や回復を促進できるのではないか？

2023年に上海交通大学医学部付属第九人民病院の張家宇教授と王長謙教授のチームが共同で発表した論文では、ミトコンドリア移植は健康なミトコンドリアの数を増やすことで心筋を保護し、つまりミトコンドリアの正常な代謝機能を回復させる可能性があると指摘された。

ハーバード大学医学大学院ボストン小児病院心臓血管外科のEmani, S. M.氏のチームは、2021年という早い時期に、 「小児心原性ショック患者の虚血再灌流障害を治療するための自己ミトコンドリア移植の使用」に関する臨床研究を完了しました。彼らは、2002年5月から2018年12月までに中国医学科学院扶外病院に入院した心臓手術後の心原性ショック患者の状態を参照した。合計24人の小児患者が入院し、そのうち10人がミトコンドリア移植を受け、14人が伝統的な医療治療を受けた。対象患者の平均年齢は、2 つのグループ間で特に差はありませんでした。ミトコンドリア移植群では5名の患者に単心室の生理学的変化が見られ、従来の薬物治療群では6名の患者に見られましたが、両群間に有意差はありませんでした。ミトコンドリア移植を受けた患者は、従来の治療法で治療された患者に比べて、ECMOから永久に離脱する可能性が2倍高かった。ミトコンドリア移植の安全性は、不整脈、白血球数、乳酸含有量、血液パラメータ、腎機能などの指標によって評価され、結果はすべて正常であることが示されました。さらに、**従来の医療と比較して、ミトコンドリア移植を受けた患者の心血管イベント（OHT、VAD、ECMOサポート中の院内死亡率など）の全体的な発生率は低かった。 **血行再建術中の2つのグループの効果に有意差はありませんでした。離乳の初期段階では、ミトコンドリア移植は従来の医療治療よりも大幅に優れています。したがって、心筋虚血再灌流障害の小児患者の治療に自己ミトコンドリア移植という革新的な方法を選択すると、心血管系の合併症のリスクがなくなるだけでなく、心臓組織の修復と保護にも役立ちます。

自家ミトコンドリア移植は従来の治療モデルを打ち破り、心臓血管外科の分野に新たな治療戦略をもたらしたと言わざるを得ません。もちろん、自家ミトコンドリア移植という新しい方法については、継続的な科学的研究と臨床実践を通じてのみ、心筋虚血再灌流障害の患者にさらなる選択肢と健康的な希望を提供することができます。

ミトコンドリア移植は、IRI の状況において心筋障害を制限する上で有望な前臨床結果を示しています。

出典:
1. グアリエント、A.、ピカルスキー、BL、ドゥーラミス、IP、ブリッツァー、D.、フェラーロ、AM、ハリルド、DM、ズラコウスキー、D.、デルニド、PJ、マッカリー、JD、エマニ、SM (2021)虚血再灌流障害後の小児患者の心原性ショックに対する自己ミトコンドリア移植。胸部および心臓血管外科ジャーナル、162(3)、992-1001。 https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.10.151

2. McCully、JD、Cowan、DB、Pacak、CA、Toumpoulis、IK、Dayalan、H.、および Levitsky、S. (2009)。心臓保護のための早期再灌流中の単離ミトコンドリアの注入。アメリカ生理学ジャーナル。心臓・循環生理学、296(1)、H94–H105。 https://doi.org/10.1152/ajpheart.00567.2008

3. モスコヴィッツォワ、K.、シン、B.、リュー、K.、ラミレス＝バルビエリ、G.、グアリエント、A.、ブリッツァー、D.、テサナモーシー、JK、ヤオ、R.、スナイ、ER、インクスター、JAH、オルファニー、A.、ズラコウスキー、D.、コーワン、DB、パッカード、AB、ヴィズナー、GA、デルニド、PJ、マッカリー、JD (2019)。ミトコンドリア移植はマウス心臓移植における冷虚血時間を延長する。心臓肺移植ジャーナル：国際心臓移植学会の公式出版物、38(1)、92-99。 https://doi.org/10.1016/j.healun.2018.09.025

4. 増沢, A., Black, KM, Pacak, CA, Ericsson, M., Barnett, RJ, Drumm, C., Seth, P., Bloch, DB, Levitsky, S., Cowan, DB, & McCully, JD (2013).自己由来ミトコンドリアの移植は、虚血再灌流障害から心臓を保護します。アメリカ生理学ジャーナル。心臓・循環生理学、304(7)、H966–H982。 https://doi.org/10.1152/ajpheart.00883.2012

5. SM エマニ、BL ピカルスキー、D. ハリルド、PJ デルニド、JD マッカリー (2017)。虚血再灌流障害後の機能不全に対する自己ミトコンドリア移植。胸部および心臓血管外科ジャーナル、154(1)、286-289。 https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.02.018

6. Kaza, AK、Wamala, I.、Friehs, I.、Kuebler, JD、Rathod, RH、Berra, I.、Ericsson, M.、Yao, R.、Thedsanamoorthy, JK、Zurakowski, D.、Levitsky, S.、Del Nido, PJ、Cowan, DB、および McCully, JD (2017)。虚血/再灌流のブタモデルにおける自己ミトコンドリア移植による心筋救済。胸部および心臓血管外科ジャーナル、153(4)、934-943。 https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2016.10.077

7. Shin、B.、Cowan、DB、Emani、SM、Del Nido、PJ、および McCully、JD (2017)。心筋虚血および再灌流障害におけるミトコンドリア移植。実験医学と生物学の進歩、982、595-619。 https://doi.org/10.1007/978-3-319-55330-6_31

8. Zhang, A.、Liu, Y.、Pan, J.、Pontanari, F.、Chia-Hao Chang, A.、Wang, H.、Gao, S.、Wang, C.、および Chang, AC (2023)。ミトコンドリアの送達は、ミトコンドリアの補充と代謝コンプライアンスを通じて心臓保護をもたらします。分子治療：アメリカ遺伝子治療学会誌、31(5)、1468-1479。 https://doi.org/10.1016/jymitochondria 移植he.2023.02.016

執筆者：Yoom

レビュー: Shuxia

レイアウト: チュー・ハン

提出協力：[email protected]