Artritis reumatoide tratada con células implantadas que liberan fármaco

Artritis reumatoide: en un estudio con ratones, las células reconectadas liberan automáticamente un fármaco biológico en respuesta a la inflamación

Con el objetivo de desarrollar terapias para la artritis reumatoide con efectos secundarios mínimos, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han creado células modificadas genéticamente que, cuando se implantan en ratones, administrarán un fármaco biológico en respuesta a la inflamación.

Las células manipuladas redujeron la inflamación y evitaron un tipo de daño al hueso, conocido como erosión ósea, en un modelo de ratón de artritis reumatoide.

El objetivo final del equipo de investigación es desarrollar terapias para las personas que enfrentan la artritis reumatoide, una enfermedad debilitante que afecta a alrededor de 1.3 millones de adultos en los Estados Unidos.

"Los médicos a menudo tratan a los pacientes que tienen artritis reumatoide con inyecciones o infusiones de medicamentos biológicos antiinflamatorios, pero esos medicamentos pueden causar efectos secundarios significativos cuando se administran durante el tiempo suficiente y en dosis suficientemente altas para tener efectos beneficiosos", dijo el investigador principal Farshid Guilak, PhD , la profesora Mildred B. Simon de Cirugía Ortopédica.

“Usamos la tecnología CRISPR para reprogramar los genes en las células madre. Luego creamos un pequeño implante de cartílago sembrando las células en andamios tejidos y las colocamos debajo de la piel de los ratones.

El enfoque permite que esas células permanezcan en el cuerpo durante mucho tiempo y segreguen un fármaco siempre que haya un brote de inflamación ".

Los nuevos hallazgos aparecen en la edición en línea del 1 de septiembre de la revista Science Advances.

Los investigadores utilizaron la tecnología de edición del genoma CRISPR-Cas9 para producir células que secretan un fármaco biológico en respuesta a la inflamación.

El medicamento reduce la inflamación en las articulaciones al unirse a la interleucina-1 (IL-1), una sustancia que a menudo promueve la inflamación en la artritis reumatoide al activar las células inflamatorias en una articulación.

Guilak, codirector del Centro de Medicina Regenerativa de la Universidad de Washington, y su equipo desarrollaron previamente andamios que recubren con células madre y luego se implantan en las articulaciones para formar cartílago.

La estrategia permite a los investigadores implantar las células de cartílago diseñadas de tal manera que no se pierdan después de unos días y puedan sobrevivir durante meses o más.

Su laboratorio también construyó previamente las llamadas células de cartílago SMART (células madre modificadas para terapia regenerativa autónoma) utilizando la tecnología CRISPR-Cas9 para alterar genes en esas células de modo que cuando los genes en el cartílago se activan por la inflamación, secretan fármacos en respuesta.

En el nuevo estudio, el equipo de Guilak combinó las estrategias para proporcionar tratamiento para la artritis reumatoide.

“Las células permanecen debajo de la piel o en una articulación durante meses, y cuando detectan un ambiente inflamatorio, están programadas para liberar un fármaco biológico”, dijo Guilak, también director de investigación de los Hospitales Shriners para Niños - St. Louis.

En este caso, el fármaco era similar al fármaco inmunosupresor anakinra, que se une a IL-1 y bloquea su actividad.

Curiosamente, ese medicamento no se usa con frecuencia para tratar la artritis reumatoide porque tiene una vida media corta y no permanece en el cuerpo por mucho tiempo. Pero en este estudio en ratones, el fármaco redujo la inflamación y previno el daño óseo que a menudo se observa en la artritis reumatoide.

“Nos enfocamos en la erosión ósea porque es un gran problema para los pacientes con artritis reumatoide, que no se trata de manera efectiva con los biológicos actuales”, dijo el co-primer autor Yunrak Choi, MD, un cirujano ortopédico visitante en el laboratorio de Guilak.

“Usamos técnicas de imágenes para examinar de cerca los huesos de los animales y descubrimos que este enfoque evitaba la erosión ósea.

Estamos muy entusiasmados con este avance, que parece satisfacer una importante necesidad clínica insatisfecha ".

Guilak colaboró ​​con Christine Pham, MD, directora de la División de Reumatología y la Profesora de Medicina Guy y Ella Mae Magness.

"Aunque los productos biológicos han revolucionado el tratamiento de la artritis inflamatoria, la administración continua de estos medicamentos a menudo conduce a eventos adversos, incluido un mayor riesgo de infección", explicó Pham. "La idea de administrar estos medicamentos esencialmente a pedido en respuesta a los brotes de artritis es extremadamente atractiva para aquellos de nosotros que trabajamos con pacientes con artritis, porque el enfoque podría limitar los efectos adversos que acompañan a la administración continua de altas dosis de estos medicamentos".

Con la edición del gen CRISPR-Cas9, las células tienen el potencial de ser programadas para producir todo tipo de medicamentos, lo que significa que si un medicamento para la artritis funciona mejor que otro en un paciente en particular, los investigadores podrían diseñar células de cartílago para hacer tratamientos personalizados.

Artritis reumatoide: la estrategia tiene un gran potencial para tratar otras afecciones inflamatorias de la artritis, incluida la artritis juvenil, una afección que afecta a más de 300,000 niños en los Estados Unidos.

“Muchos pacientes con artritis tienen que autoadministrarse estos medicamentos, inyectando ellos mismos diariamente, semanalmente o quincenalmente, mientras que otros van al consultorio de un médico cada pocos meses para recibir una infusión de uno de estos biológicos, pero en este estudio, hemos demostrado que podemos convertir tejido vivo en un sistema de administración de fármacos ”, dijo Kelsey H. Collins, PhD, investigadora asociada postdoctoral en el laboratorio de Guilak y coautora primera del estudio.

“Estas células pueden detectar problemas y responder produciendo un fármaco.

Este enfoque también nos ayuda a comprender por qué ciertos productos biológicos pueden tener efectos limitados en la artritis inflamatoria.

No es porque no se unan al objetivo correcto, sino probablemente porque un fármaco inyectado es de corta duración en comparación con los niveles controlados automáticamente de fármaco liberados por las células SMART implantadas ".

Los investigadores continúan experimentando con CRISPR-Cas9 y células madre, incluso células de ingeniería que podrían fabricar más de un fármaco para responder a diferentes desencadenantes de la inflamación.

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Fuente:

Escuela de Medicina de la Universidad de Washington di St. Louis

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