Reumatoid arthritis behandlet med implanterede celler, der frigiver lægemiddel
Reumatoid arthritis: i musestudie frigiver genforbundne celler automatisk biologisk lægemiddel som reaktion på betændelse
Med et mål om at udvikle reumatoid arthritisterapier med minimale bivirkninger har forskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis genetisk manipulerede celler, der, når de implanteres i mus, vil levere et biologisk lægemiddel som reaktion på betændelse.
De konstruerede celler reducerede inflammation og forhindrede en type skader på knogler, kendt som knoglerosion, i en musemodel af leddegigt
Forskerteamets ultimative mål er at udvikle terapier til mennesker, der beskæftiger sig med leddegigt, en invaliderende tilstand, der rammer omkring 1.3 millioner voksne i USA.
"Læger behandler ofte patienter, der har leddegigt med injektioner eller infusioner af antiinflammatoriske biologiske lægemidler, men disse lægemidler kan forårsage betydelige bivirkninger, når de leveres længe nok og i høje nok doser til at have gavnlige virkninger," siger seniorforsker Farshid Guilak, ph.d. , Mildred B. Simon professor i ortopædkirurgi.
”Vi brugte CRISPR -teknologi til at omprogrammere generne i stamceller. Derefter lavede vi et lille bruskimplantat ved at så cellerne på vævede stilladser, og vi lagde dem under musens hud.
Fremgangsmåden gør det muligt for disse celler at forblive i kroppen i lang tid og udskille et lægemiddel, når der er en blænding af betændelse. ”
De nye fund offentliggøres online den 1. september i tidsskriftet Science Advances.
Forskerne brugte CRISPR-Cas9 genomredigeringsteknologi til at lave celler, der udskiller et biologisk lægemiddel som reaktion på betændelse.
Lægemidlet reducerer betændelse i leddene ved at binde til interleukin-1 (IL-1), et stof, der ofte fremmer betændelse i leddegigt ved at aktivere inflammatoriske celler i et led
Guilak, meddirektør for Washington University Center for Regenerative Medicine, og hans team har tidligere udviklet stilladser, som de dækker med stamceller og derefter implanterer i led for at danne brusk.
Strategien gør det muligt for forskerne at implantere de konstruerede bruskceller på en sådan måde, at de ikke driver væk efter et par dage og kan overleve i måneder eller længere.
Hans laboratorium har også tidligere bygget såkaldte SMART bruskceller (stamceller modificeret til autonom regenerativ terapi) ved hjælp af CRISPR-Cas9 teknologi til at ændre gener i disse celler, så når generne i brusk aktiveres af betændelse, udskiller de medicin som reaktion.
I det nye studie kombinerede Guilaks team strategierne til behandling af leddegigt
"Cellerne sidder under huden eller i en led i flere måneder, og når de mærker et inflammatorisk miljø, er de programmeret til at frigive et biologisk lægemiddel," sagde Guilak, også direktør for forskning på Shriners Hospitals for Children - St. Louis.
I dette tilfælde lignede lægemidlet det immunsuppressive lægemiddel anakinra, som binder til IL-1 og blokerer dets aktivitet.
Interessant nok bruges dette lægemiddel ikke ofte til behandling af leddegigt, fordi det har en kort halveringstid og ikke bliver hængende i kroppen længe. Men i denne undersøgelse af mus reducerede lægemidlet betændelse og forhindrede knogleskader, der ofte ses ved leddegigt.
"Vi fokuserede på knoglerosion, fordi det er et stort problem for patienter med leddegigt, som ikke behandles effektivt af nuværende biologer," siger medforfatter Yunrak Choi, MD, en besøgende ortopædkirurg i Guilak-laboratoriet.
”Vi brugte billeddannelsesteknikker til at undersøge knogler i dyrene tæt, og vi fandt ud af, at denne fremgangsmåde forhindrede knoglerosion.
Vi er meget begejstrede for dette fremskridt, som ser ud til at imødekomme et vigtigt uopfyldt klinisk behov. ”
Guilak samarbejdede med Christine Pham, MD, direktør for Division of Rheumatology og Guy and Ella Mae Magness Professor of Medicine.
"Selvom biologer har revolutioneret behandlingen af inflammatorisk gigt, fører den kontinuerlige administration af disse lægemidler ofte til bivirkninger, herunder en øget risiko for infektion," forklarede Pham. "Ideen om at levere sådanne lægemidler hovedsageligt efter behov som reaktion på gigtblusser er ekstremt attraktiv for os, der arbejder med gigtpatienter, fordi tilgangen kan begrænse de negative virkninger, der ledsager kontinuerlig højdosisindgivelse af disse lægemidler."
Med CRISPR-Cas9 genredigering har celler potentiale til at blive programmeret til at lave alle slags lægemidler, hvilket betyder, at hvis et gigtlægemiddel virker bedre end et andet hos en bestemt patient, kunne forskerne konstruere bruskceller til at lave personlige behandlinger.
Reumatoid arthritis: strategien har et stort potentiale til at behandle andre inflammatoriske arthritis -tilstande, herunder juvenil arthritis, en tilstand, der rammer mere end 300,000 børn i USA
"Mange gigtpatienter skal selv administrere disse lægemidler og give sig selv injektioner dagligt, ugentligt eller hver anden uge, mens andre går til et lægehus hvert par måneder for at modtage en infusion af en af disse biologiske stoffer, men i denne undersøgelse har vi demonstreret at vi kan gøre levende væv til et lægemiddeltilførselssystem, ”siger Kelsey H. Collins, ph.d., en postdoktoral forskningsassistent i Guilaks laboratorium og medforfatter af undersøgelsen.
”Disse celler kan fornemme problemer og reagere ved at producere et lægemiddel.
Denne tilgang hjælper os også med at forstå, hvorfor visse biologiske stoffer kan have begrænsede virkninger ved inflammatorisk gigt.
Det er ikke fordi de ikke binder sig til det rigtige mål, men sandsynligvis fordi et injiceret lægemiddel er kortvarig sammenlignet med de automatisk kontrollerede niveauer af lægemiddel frigivet af implanterede SMART-celler. ”
Forskerne fortsætter med at eksperimentere med CRISPR-Cas9 og stamceller, endda ingeniørceller, der kan fremstille mere end et lægemiddel til at reagere på forskellige udløsere for betændelse.
Læs også:
Hashimotos thyroiditis: hvad det er og hvordan man behandler det
Ozonterapi: hvad det er, hvordan det virker, og for hvilke sygdomme det er angivet