スタンフォード大学の研究者たちは、一般的な食品添加物であるキサンタンガムを使用して、数千個の同一の脳オルガノイドを培養する方法を開発し、それらがくっつかないようにした。この画期的な成果は、セルジウ・パスカとサラ・ハイルシューンが主導し、脳の発達と薬のスクリーニングのための大規模テストを可能にする。この技術は、自閉症や統合失調症などの障害に関する研究を進める可能性がある。
ほぼ10年間にわたり、スタンフォードの脳発生プログラムは、幹細胞を使用してヒト神経オルガノイドとアセンブロイドと呼ばれる三次元的な脳様構造を作成する手法を先駆けてきた。2018年にスタンフォードのウー・ツァイ神経科学研究所の下で開始されたこのプログラムは、神経科学、化学、工学の専門家を集め、神経回路、神経発達障害、脳の接続性を研究している。
主な課題は生産のスケーリングだった：オルガノイドはしばしば融合し、一貫性のないバッチを生む。初期の頃、約12年前、プログラムのディレクターで精神医学および行動科学のケネス・T・ノリス・ジュニア教授であるセルジウ・パスカは、わずかな数しか作れなかった。「初期の頃、8つか9つ持っていて、それぞれに神話の生き物の名前をつけた」とパスカは振り返る。
これに対処するため、パスカは材料工学者のサラ・ハイルシューンと協力した。彼らのチームは23種類の生体適合材料をテストし、キサンタンガムが凝集を防ぎ、発達に影響を与えないことを発見した。2025年のNature Biomedical Engineering誌の論文で詳述されているように、このシンプルな添加物はバッチでの均一な成長を可能にする。「今では簡単に10,000個作れる」とパスカは述べた。この方法は自由に共有されており、すでにいくつかのラボが採用している。
その価値を示すため、共同リード著者のゲンタ・ナラザキは2,400個のオルガノイドを培養し、298種類のFDA承認薬に対してスクリーニングした。いくつか、乳がん治療薬を含むものが成長を阻害し、発達中の脳への潜在的なリスクを強調した—この情報は重要で、こうした薬は倫理的懸念から妊婦や乳児でほとんどテストされていない。
パスカのチームは今、この技術を神経精神疾患に適用することを目指している。「これらの疾患に対処するのは本当に重要だが、スケーリングしなければ影響を与える方法はない」と彼は言った。この革新は、脳障害に関するより精密な研究と、より安全な薬開発を約束する。