カプセル化細胞
アミノ酸配列Arg-Gly-Asp(RGD)でアルギン酸ヒドロゲルを修飾することで、細胞の挙動が、その結合したRGDの濃度によって制御できるとの報告がある。臨床応用における、細胞のマイクロカプセルのもう1つの重要な要素は、アルギン酸を修飾し免疫適合性をもたせ、免疫から保護することである。ポリ-L-リシン(PLL)が修飾に利用されるが、その生体適合性は低く、炎症を誘引して、中の細胞は壊死し、臨床的な応用は難しい。アルギン酸-PLL-アルギン酸(APA)で修飾すると、マイクロカプセルは機械的な安定性が低く、短期間の耐久性しか示さない。ポリL-オルニチン、やポリ(メチレン-グアニジン)塩酸塩(poly(methylene-co-guanidine) hydrochloride)を用いると、細胞の機械的強度が高く制御された耐久性のあるカプセル化細胞ができ、有望だという報告がある。
いくつかのグループは、細胞を包むためのマイクロカプセルを製造するため、PLLの代替物として、天然に由来するキトサンを使用し、アルギン酸 - キトサン(AC)のマイクロカプセルの研究している。しかしながら、このAC膜にも、安定性について問題があると示されている。結合したアルギン酸 - キトサン(GCAC)マイクロカプセルは、細胞を充填したマイクロカプセルの安定性を高めることができる。
虚血性心疾患の患者における心臓組織再生の有効な治療法開発に向けて、多くの研究がなされている。虚血性の組織損傷の修復に、幹細胞が利用されている。しかし、幹細胞に基づく治療が心臓機能に発生的な効果をもつ実際のメカニズムは依然として研究中である。多数の方法が細胞投与のために研究されているが、移植後に、鼓動する心臓に保持されうる細胞の数の効率は依然として非常に低い。この問題を克服するための有望なアプローチは、遊離幹細胞の心臓への注入と比較して高い細胞保持を可能にすることを示したマイクロカプセル化細胞の使用によるものである。
心臓再生へのカプセル化細胞の技術の別の戦略は、血管新生を刺激することである。損傷した虚血性心臓の血流を回復させる血管内皮増殖因子(VEGF)のような血管新生因子を分泌することができる遺伝子改変幹細胞を使用する。この一例がZangらの研究に示されている。その研究では、VEGFを発現するように遺伝的に改変されたマウスの細胞が、マイクロカプセルに封入され、ラット心筋に移植された。カプセル化は、3週間、免疫細胞から細胞を保護し、血管新生の増加による心筋組織後梗塞の改善にもつながったことが観察された。