Nivelreuma: hiiritutkimuksessa langalliset solut vapauttavat automaattisesti biologisen lääkkeen vastauksena tulehdukseen

Tavoitteena on kehittää nivelreumahoitoja, joilla on minimaaliset sivuvaikutukset, Washingtonin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun (St.

Suunnitellut solut vähentävät tulehdusta ja estävät luun vaurioitumisen, joka tunnetaan nimellä luun eroosio, nivelreuman hiirimallissa

Tutkimusryhmän perimmäisenä tavoitteena on kehittää hoitoja ihmisille, jotka selviävät nivelreumasta, heikentävästä tilasta, joka vaikuttaa noin 1.3 miljoonaan aikuiseen Yhdysvalloissa.

"Lääkärit hoitavat usein nivelreumaa sairastavia potilaita tulehdusta ehkäisevien biologisten lääkkeiden injektioilla tai infuusioilla, mutta nämä lääkkeet voivat aiheuttaa merkittäviä sivuvaikutuksia, kun niitä annetaan riittävän kauan ja riittävän suurina annoksina, jotta niillä olisi suotuisia vaikutuksia", sanoi vanhempi tutkija Farshid Guilak, tohtori , Mildred B.Simon ortopedisen kirurgian professori.

”Ohjelmoimme kantasolujen geenit uudelleen CRISPR -tekniikan avulla. Sitten loimme pienen rustoimplantin kylvämällä solut kudottuihin telineisiin ja asetimme ne hiirien ihon alle.

Lähestymistapa sallii näiden solujen pysyä kehossa pitkään ja erittää lääkettä aina, kun tulehdus leviää. ”

Uudet tulokset julkaistaan ​​verkossa 1. syyskuuta Science Advances -lehdessä.

Tutkijat käyttivät CRISPR-Cas9-genomin editointitekniikkaa solujen tuottamiseen, jotka erittävät biologista lääkettä tulehduksen vuoksi.

Lääke vähentää nivelten tulehdusta sitoutumalla interleukiini-1: een (IL-1), aineeseen, joka edistää usein nivelreuman tulehdusta aktivoimalla nivelen tulehdussoluja

Guilak, Washingtonin yliopiston regeneratiivisen lääketieteen keskuksen apulaisjohtaja, ja hänen tiiminsä kehittivät aiemmin rakennustelineet, jotka päällystetään kantasoluilla ja istutetaan sitten niveliin ruston muodostamiseksi.

Strategian avulla tutkijat voivat istuttaa suunnitellut rustosolut siten, että ne eivät ajaudu pois muutaman päivän kuluttua ja voivat selviytyä kuukausia tai pidempään.

Hänen laboratorionsa rakensi aiemmin myös niin sanottuja SMART-rustosoluja (kantasolut, joita on muunnettu autonomiseen regeneratiiviseen terapiaan) käyttäen CRISPR-Cas9-tekniikkaa näiden solujen geenien muuttamiseksi niin, että kun ruston geenit aktivoituvat tulehduksesta, ne erittävät lääkkeitä vasteena.

Uudessa tutkimuksessa Guilakin tiimi yhdisti strategiat nivelreuman hoitoon

"Solut istuvat ihon alla tai nivelissä kuukausia, ja kun ne tuntevat tulehduksellisen ympäristön, ne on ohjelmoitu vapauttamaan biologinen lääke", sanoi Guilak, myös Shriners Hospitals for Children - St.Louisin tutkimusjohtaja.

Tässä tapauksessa lääke oli samanlainen kuin immunosuppressiivinen lääke anakinra, joka sitoutuu IL-1: een ja estää sen aktiivisuuden.

Mielenkiintoista on, että tätä lääkettä ei käytetä usein nivelreuman hoitoon, koska sen puoliintumisaika on lyhyt eikä se viipy kehossa pitkään. Mutta tässä hiirillä tehdyssä tutkimuksessa lääke vähensi tulehdusta ja ehkäisi nivelreumassa usein havaittavia luuvaurioita.

"Keskityimme luun eroosioon, koska se on suuri ongelma nivelreumapotilaille, jota nykyiset biologit eivät pysty hoitamaan tehokkaasti", sanoi toinen kirjailija Yunrak Choi, MD, vieraileva ortopedinen kirurgi Guilak-laboratoriossa.

"Käytimme kuvantamistekniikoita eläinten luiden tarkkaan tutkimiseen ja huomasimme, että tämä lähestymistapa esti luun eroosion.

Olemme erittäin innoissamme tästä edistymisestä, joka näyttää täyttävän tärkeän tyydyttämättömän kliinisen tarpeen. ”

Guilak teki yhteistyötä Christine Phamin, MD, reumatologian osaston johtajan ja Guyn ja Ella Mae Magnessin lääketieteen professorin kanssa.

"Vaikka biologit ovat mullistaneet tulehduksellisen niveltulehduksen hoidon, näiden lääkkeiden jatkuva antaminen johtaa usein haittavaikutuksiin, mukaan lukien lisääntynyt infektioriski", Pham selitti. "Ajatus tällaisten lääkkeiden toimittamisesta pääasiassa pyynnöstä niveltulehdusten vuoksi on erittäin houkutteleva niille meistä, jotka työskentelevät niveltulehduspotilaiden kanssa, koska lähestymistapa voisi rajoittaa haittavaikutuksia, jotka liittyvät näiden lääkkeiden jatkuvaan suuriin annoksiin."

CRISPR-Cas9-geenin muokkauksella solut voidaan ohjelmoida tuottamaan kaikenlaisia ​​lääkkeitä, mikä tarkoittaa, että jos yksi niveltulehduslääke toimii paremmin kuin toinen tietyllä potilaalla, tutkijat voisivat suunnitella rustosoluja tekemään yksilöllisiä hoitoja.

Nivelreuma: strategialla on suuri potentiaali hoitaa muita tulehduksellisia niveltulehduksia, mukaan lukien nuorten niveltulehdus, joka vaikuttaa yli 300,000 XNUMX lapseen Yhdysvalloissa

”Monet niveltulehduspotilaat joutuvat itse antamaan näitä lääkkeitä ja antamaan itselleen injektion päivittäin, viikoittain tai joka toinen viikko, kun taas toiset menevät lääkärin vastaanotolle muutaman kuukauden välein saamaan infuusion jostakin näistä biologisista lääkkeistä, mutta tässä tutkimuksessa olemme osoittaneet että voimme tehdä elävästä kudoksesta lääkkeenjakelujärjestelmän ”, sanoi Kelsey H. Collins, tohtori, Guilakin laboratorion tutkijatohtori ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.

"Nämä solut voivat aistia ongelmia ja vastata tuottamalla lääkettä.

Tämä lähestymistapa auttaa meitä myös ymmärtämään, miksi joillakin biologisilla aineilla voi olla rajallinen vaikutus tulehdukselliseen niveltulehdukseen.

Se ei johdu siitä, että ne eivät sitoudu oikeaan kohteeseen, vaan todennäköisesti siksi, että pistetty lääke on lyhytikäinen verrattuna istutettujen SMART-solujen vapauttamiin lääkeainepitoisuuksiin automaattisesti. ”

Tutkijat jatkavat kokeiluja CRISPR-Cas9: n ja kantasolujen kanssa, jopa teknisillä soluilla, jotka saattavat valmistaa useampaa kuin yhtä lääkettä vastaamaan erilaisiin tulehduksen laukaisijoihin.

Lue myös:

Hashimoton kilpirauhastulehdus: mitä se on ja miten sitä hoidetaan

Otsoniterapia: mitä se on, miten se toimii ja mihin sairauksiin se on tarkoitettu

Lähde:

Washingtonin yliopiston lääketieteellinen korkeakoulu St.Louisissa