人工母乳の新しい科学
2024年7月13日、モリー・フィッシャー
少し前、私は白衣と安全ゴーグルを身につけ、科学と子育ての最前線で実験が行われている静かな研究室に入った。
整然とした髭を蓄えた若いエンジニアが、ベンチの列を抜けて大きな冷凍庫へと私を案内してくれた。
彼はそれを開けると、氷で覆われたスチール製の引き出しがずらりと並び、ブルーのクライオグローブ(要は逆オーブンミット)をはめて、マイナス80度を計測した冷気の中から小さなボトルを取り出した。
ボトルの底には、250ミリリットルの液体が浅く無色のパックを形成していた。
私は、レイラ・ストリックランドとミシェル・エッガーが設立した、実験室で育てた母乳を製造する新興企業、バイオミルク社を訪れていた。Biomilqの本社はノースカロライナのリサーチ・トライアングル・パークにあり、ダーラム、チャペルヒル、ローリーの間にある松林とオフィスが混在する7000エーカーもの土地にある。
瓶が部屋の暖かさに馴染み始めるときしみ、エンジニアは急いで冷凍庫に戻した。
そのボトルの中身は、バイオミルクと呼んでもいいし、ただのミルクと呼んでもいい。
冷凍されたパックは、ラボで培養されたヒト乳腺細胞の1ラインから1週間半分の生産量に相当する。同社は、この細胞や他の細胞を用いて、ヒトの母乳を作るプロセスをできるだけ忠実に再現したいと考えている。
私が訪問する約3年前の2020年2月、Biomilq社は細胞を使って、母乳に含まれる糖とタンパク質であるラクトースとカゼインの生産に成功したと発表した。
「企業としての私たちの意見、そして社内の私たちの多くも、母乳での授乳には、誰にも真似できない利点があるということです」と、食品科学者から起業家に転身したエガーは私に語った。「母乳で育てられるなら、そうしてください。素晴らしい。でも現実には、大多数の親は母乳だけで育てることはできません。. . それは努力が足りないからではありません」。
母乳は、2015年のEarly Human Development誌の論文によれば「完璧な栄養」であり、一種の万能薬である。母乳に起因する健康上の利点には、喘息、糖尿病、下痢、耳の感染症、湿疹、肥満、乳幼児突然死症候群からの保護が含まれる。
また、実証するのは難しいが、母乳が賢い子供を生むとする研究もある。粉ミルクに対する母乳の利点について、科学的な裏付けのある完全なリストを作成するのは難しいことです。
母乳育児の構造的な裏付けがないため、利用可能なデータは限られている。例えば、母乳育児という時間のかかるプロセスを行えない親と行える親を比較することには、統計学的な懸念がある。(母乳育児をする親は、そうでない親よりも学歴が高く、裕福であるため、子供に他の恩恵を与えるという研究結果もある)。
母乳の利点の正確な詳細がどうであれ、母乳は乳児栄養におけるゴールドスタンダードであることは広く認められている。バイオミルク社のオフィスのネオンサインには、「Making Magic(魔法を起こす)」という文字が、抽象的な乳房の曲線の下に掲げられている。
「Skim(スキム)」と書かれた会議室で、私はストリックランドと会った。壁の一面には、ソフィー-ハリス-テイラーによる一連の写真が飾られていた。
この写真は、エガーがBiomilqのワークスペースのために最初に購入したもので、ママ向けのブランドを構築する同社の努力に沿ったものだ。このような努力の中心には、ストリックランド自身の母乳育児の経験がある。
14年前、当時スタンフォード大学の細胞生物学の博士研究員だったストリックランドは妊娠した。当時、彼女は北カリフォルニアのビーチタウン、サンタクルーズ近郊に住んでいた。
文化的に、「自然分娩がいい、硬膜外麻酔はいらない 」といった宣伝が盛んでした。『あなたの体はこのためにできているのよ』ってね」。
ある程度、ストリックランドはその姿勢を受け入れた。彼女は確かに母乳で育てるつもりだった。しかし、赤ちゃんが生まれて最初の数週間は、その期待に疑問を投げかけた。「実際、私の身体は赤ちゃんに十分な母乳を与えていない。私の体はこのためにできていないのでしょうか?」
ストリックランドは、珍しくもない自分の闘いを、科学的な挑戦として考えるようになった。そして2013年、マーク・ポストという組織エンジニアが、実験室で育った牛肉から作られたハンバーガーを発表した。
ポストの言葉を借りれば「そこそこおいしい」このハンバーガーは、投資家たちの間で「細胞農業」(従来の農産物に代わる実験室栽培の農産物を見つけることに専念するバイオテクノロジーの分野)への関心が急上昇するきっかけとなった。
新興企業は、人工酵母を使って動物性タンパク質を生成したり、動物細胞を直接培養したりしていた。ストリックランドとソフトウェア開発者である彼女の夫は、その可能性に興奮した。研究室で細胞から母乳を作る方法があるとしたら?
彼らは数年前にノースカロライナ州に移り住み、ストリックランドは牛の乳房から採取した組織と中古の実験器具を使って実験を始めた。2019年、ストリックランドは共通の友人から、社会起業を専門とするデューク大学の経営学修士課程の学生であるエガーを紹介された。
(ストリックランドと夫は現在別居中。2人は現在、製品とその名称、所有権、発端、技術をめぐって係争中である。ストリックランドは2人で設立したL.L.C.、108Labsの運営を続け、そのL.L.C.を通して独自に実験室育ちの乳製品を追求している)
エガーはオフィスに 「CEOになったら起こしてね」という看板を掲げている。彼女はキャリア初期をゼネラル・ミルズ社で過ごし、レアラバー、ゴーグルト、学校向け低糖質バルクヨーグルトなどの開発に携わった。
食品科学者としての訓練を受けながら、エガーは乳製品の研究を避けるつもりだった。彼女は嗅覚過敏症であり、牛の臭いの世界は魅力的ではなかったからだ。「酪農研究は芸術と科学が融合したようなものです。酪農研究は芸術と科学が組合わさったようなものです」と彼女は私に言った。エガーはBiomilqのC.E.O.となった。
2020年、同社はビル・ゲイツが設立した投資会社ブレークスルー・エナジー・ベンチャーズが主導するラウンドで350万ドルの資金を得た。Biomilqの創業期はパンデミックによって形作られた。
同社のラボ・マネージャーは、サプライチェーンが不足する中、手袋やピペットを近隣の新興企業と交換したことを回想している。
ストリックランドとエガーは、投資家との電話中にバックグラウンドで『セサミストリート』を聴き、自分たちが働く親と話していることを知った。2021年、彼らは2,100万ドルのシリーズA資金調達を完了した。
そして2022年、全国的な粉ミルク不足が発生し、赤ちゃんのミルク問題に緊急の注目が集まった。バイオミルク社のような企業が代替案を推進するきっかけとなり、そのきっかけは、人間の生命の根本的な問題に対する技術ベースの解決策に熱狂する時代に到来した。
不妊や長寿がバイオテクノロジーの介入を受けるのであれば、乳児の栄養もそうではないか?
人間の体内で母乳が作られる過程は、ホルモンの変化によって乳腺細胞が増殖する妊娠中に始まる。出産後、エストロゲンとプロゲステロンという2つの妊娠ホルモンが減少するが、プロラクチンは残る。
このため、乳腺細胞は母親の血流から炭水化物、アミノ酸、脂肪酸を取り込み、これらの原材料を赤ちゃんに栄養を与えるのに必要な多量栄養素に変換するようになる。
Biomilq社の場合、乳腺細胞はドナーから提供された母乳と乳房組織のサンプルから採取され、その細胞は 「幸せ 」を維持することを任務とする科学者チームの管理下で試験管内で増殖する。
細胞はその後、中空ファイバー・バイオリアクターに移される。このバイオリアクターは、何百本もの小さな多孔質チューブで満たされた大きな管で、実験室で増殖した細胞の層で覆われている。小さなチューブの中を栄養分が流れ、細胞はミルク成分を大きなチューブに分泌し、そこに集まる。
この結果を「ミルク」ではなく「乳成分」と表現することは、極めて重要な違いである。
Biomilqの技術は、タンパク質、複合炭水化物、生理活性脂質など、母乳に含まれる多くの多量栄養素を生成できることを実証しているが、母乳に近似するのに必要な比率と量で生成することはまだできない。
母乳に含まれるその他の要素は、同社の野心の範囲を超えている。例えば、母親の抗体は母乳中に存在するが、乳腺細胞からは生成されない。また、Biomilqの製品は無菌の研究室環境で製造されるため、有益な腸内細菌を提供することはできない。
さらに、母乳の特徴である変動性(数ヶ月、数日、あるいは1回の授乳で化学組成が変化すること)、そして特定の赤ちゃんの栄養ニーズに(乳児の逆流というメカニズムを通じて)対応する能力もある。
Biomilqが最終的にどのようなものになるにせよ、それは均一でなければならず、「それは母乳ではありません」とストリックランドは言う。しかし彼女は、ヒトの乳腺細胞で作られるものの力を信じている。
ウシの母乳とヒトの母乳は、同じタンパク質をいくつか持っているかもしれないが、それらのタンパク質がどのように処理されるかについては、「種特有の違いがある」と彼女は言う。「これらの成分は、より生理活性が高く、より吸収されやすく、乳児の腸との相互作用がより良くなると考えています」。
Biomilq社で製品開発を統括するキャサリン・リッチソンは細胞生物学者であり、同社に入社する前は乳がん治療を含むがん治療の研究を行っていた。
彼女は、授乳に関連する乳腺細胞に関する研究の少なさに衝撃を受けた。「文献を読むのにそれほど時間はかかりませんでした」と彼女は私に言った。カリフォルニア大学デービス校の化学者であり食品科学の教授であるブルース・ジャーマンは、ヒトの母乳に関する研究の第一人者である。
彼の研究は、母乳の消化できない部分でさえ、乳児の腸内環境を改善するバクテリアの栄養となることを示している。(ジャーマンはまた、バイオミルク社に無報酬で助言を提供している)。
ジャーマン氏は、授乳に対する学術的関心が歴史的に低いのは、母親や乳幼児の関心よりも「中年の白人男性」の関心を優先させた結果だと考えている。「ワインに関する論文の方が、ミルクに関する論文よりも多いのです」と彼は言う。
Biomilqの方法と設備は、バイオ医薬品技術の世界から引き出されたものであり、商業的に実行可能な食品を作るためにそれらを使用するには、根本的に異なる規模で作業する必要がある。ストリックランドは言う。「この技術が現在設計されているものより、桁違いに多くのものを作りたいし、桁違いに安く売りたいのです」。
同社がターゲットとする消費者について尋ねると、ストリックランドは、バイオミルクがすでに乳児への給食を苦しめている不平等を再現するとしたら、それは彼女にとって「最悪のシナリオ」だと答えた。「完全にアクセスできるようになるまでは、成功とは思いません」と彼女は言った。
エッガー氏は、より現実的なスタンスをとった。同社は、いつの日か乳児用粉ミルクの「トップエンド」の価格になることを目指しており、当初はそれよりも高価になる可能性が高い。
「アクセシビリティ(利用しやすさ)を第一に考えていますが、世界中のすべての人がすぐに利用できるようになるわけではありません」とエガー氏は言う。
今のところ、同社は母乳育児の価値にすでに納得しているが、その難しさに不満を抱いており、次善の策を子供に与えるためにお金を払うことを厭わない顧客に対して売り込みをかけている。
次善の策の相対的な価値は、未解決の問題である。世界保健機関(WHO)に勤務し、乳幼児期の栄養学を専門とするローレンス・グルマー=ストローンは、「私たちが気にかけているのは、栄養学的に最高のスタートを切ることだけではありません」。
母乳育児が提供する 「最良のスタート」には、細胞培養製品に組み込むことが不可能なもの、母乳のきめ細かな変化性、親子の絆など、あらゆるものが含まれる。
それらを抜きにすれば、「私たちは本質的に、より優れた粉ミルクの話をしているのです」とグルマー=ストローンは続けた。「しかし、率直に言って、栄養学的観点からは、粉ミルクはそれほど悪いものではありません」。
彼は、微細な化学的改良に焦点を当てることは、母乳育児という行為よりも母乳という物質を優先する、より広範なアメリカの傾向の一部であると考えた。