Rheumatoid arthritis: dalam studi tikus, sel-sel rewired secara otomatis melepaskan obat biologis sebagai respons terhadap peradangan

Dengan tujuan untuk mengembangkan terapi rheumatoid arthritis dengan efek samping yang minimal, para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis memiliki sel-sel yang direkayasa secara genetik yang, ketika ditanamkan pada tikus, akan memberikan obat biologis sebagai respons terhadap peradangan.

Sel-sel yang direkayasa mengurangi peradangan dan mencegah jenis kerusakan tulang, yang dikenal sebagai erosi tulang, pada model tikus rheumatoid arthritis

Tujuan utama tim peneliti adalah untuk mengembangkan terapi bagi orang-orang yang mengatasi rheumatoid arthritis, suatu kondisi yang melemahkan yang mempengaruhi sekitar 1.3 juta orang dewasa di Amerika Serikat.

“Dokter sering merawat pasien yang menderita rheumatoid arthritis dengan suntikan atau infus obat biologis anti-inflamasi, tetapi obat tersebut dapat menyebabkan efek samping yang signifikan bila diberikan cukup lama dan pada dosis yang cukup tinggi untuk memiliki efek menguntungkan,” kata peneliti senior Farshid Guilak, PhD. , Mildred B. Simon Profesor Bedah Ortopedi.

“Kami menggunakan teknologi CRISPR untuk memprogram ulang gen dalam sel punca. Kemudian kami membuat implan tulang rawan kecil dengan menyemai sel pada perancah anyaman, dan kami menempatkannya di bawah kulit tikus.

Pendekatan ini memungkinkan sel-sel itu tetap berada di dalam tubuh untuk waktu yang lama dan mengeluarkan obat setiap kali terjadi peradangan.”

Temuan baru ini dipublikasikan secara online pada 1 September di jurnal Science Advances.

Para peneliti menggunakan teknologi pengeditan genom CRISPR-Cas9 untuk membuat sel yang mengeluarkan obat biologis sebagai respons terhadap peradangan.

Obat ini mengurangi peradangan pada sendi dengan mengikat interleukin-1 (IL-1), zat yang sering memicu peradangan pada rheumatoid arthritis dengan mengaktifkan sel-sel inflamasi di sendi.

Guilak, salah satu direktur Pusat Pengobatan Regeneratif Universitas Washington, dan timnya sebelumnya mengembangkan perancah yang dilapisi dengan sel induk dan kemudian ditanamkan ke dalam sendi untuk membentuk tulang rawan.

Strategi ini memungkinkan para peneliti untuk menanamkan sel-sel tulang rawan yang direkayasa sedemikian rupa sehingga mereka tidak hanyut setelah beberapa hari dan dapat bertahan selama berbulan-bulan atau lebih lama.

Laboratoriumnya juga sebelumnya membangun apa yang disebut sel tulang rawan SMART (Sel induk yang dimodifikasi untuk Terapi Regeneratif Otonom) menggunakan teknologi CRISPR-Cas9 untuk mengubah gen dalam sel tersebut sehingga ketika gen di tulang rawan diaktifkan oleh peradangan, mereka mengeluarkan obat sebagai respons.

Dalam studi baru, tim Guilak menggabungkan strategi untuk memberikan pengobatan untuk rheumatoid arthritis

“Sel-sel tersebut berada di bawah kulit atau dalam persendian selama berbulan-bulan, dan ketika mereka merasakan lingkungan yang meradang, mereka diprogram untuk melepaskan obat biologis,” kata Guilak, juga direktur penelitian di Shriners Hospitals for Children – St. Louis.

Dalam hal ini, obat tersebut mirip dengan obat imunosupresan anakinra, yang mengikat IL-1 dan memblokir aktivitasnya.

Menariknya, obat itu tidak sering digunakan untuk mengobati rheumatoid arthritis karena memiliki waktu paruh yang pendek dan tidak bertahan lama di dalam tubuh. Tetapi dalam penelitian ini pada tikus, obat tersebut mengurangi peradangan dan mencegah kerusakan tulang yang sering terlihat pada rheumatoid arthritis.

“Kami fokus pada erosi tulang karena itu adalah masalah besar bagi pasien dengan rheumatoid arthritis, yang tidak secara efektif diobati oleh biologi saat ini” kata rekan penulis pertama Yunrak Choi, MD, seorang ahli bedah ortopedi yang berkunjung di lab Guilak.

“Kami menggunakan teknik pencitraan untuk memeriksa dengan cermat tulang pada hewan, dan kami menemukan bahwa pendekatan ini mencegah erosi tulang.

Kami sangat gembira dengan kemajuan ini, yang tampaknya memenuhi kebutuhan klinis penting yang belum terpenuhi.”

Guilak berkolaborasi dengan Christine Pham, MD, direktur Divisi Reumatologi dan Profesor Kedokteran Guy and Ella Mae Magness.

“Meskipun biologis telah merevolusi pengobatan radang sendi, pemberian obat ini secara terus menerus sering menyebabkan efek samping, termasuk peningkatan risiko infeksi,” jelas Pham. “Gagasan memberikan obat-obatan semacam itu pada dasarnya sesuai permintaan sebagai respons terhadap serangan radang sendi sangat menarik bagi kita yang bekerja dengan pasien radang sendi, karena pendekatan ini dapat membatasi efek samping yang menyertai pemberian obat ini secara terus menerus dalam dosis tinggi.”

Dengan pengeditan gen CRISPR-Cas9, sel memiliki potensi untuk diprogram untuk membuat semua jenis obat, yang berarti bahwa jika satu obat radang sendi bekerja lebih baik daripada yang lain pada pasien tertentu, para peneliti dapat merekayasa sel tulang rawan untuk membuat perawatan yang dipersonalisasi.

Artritis reumatoid: strategi ini memiliki potensi besar untuk mengobati kondisi radang sendi lainnya, termasuk radang sendi remaja, suatu kondisi yang mempengaruhi lebih dari 300,000 anak-anak di Amerika Serikat

“Banyak pasien radang sendi yang harus menggunakan obat ini sendiri, menyuntik diri mereka sendiri setiap hari, setiap minggu atau dua minggu sekali, sementara yang lain pergi ke kantor dokter setiap beberapa bulan untuk menerima infus salah satu biologis ini, tetapi dalam penelitian ini, kami telah menunjukkan bahwa kita dapat membuat jaringan hidup menjadi sistem penghantaran obat,” kata Kelsey H. Collins, PhD, peneliti pascadoktoral di lab Guilak dan penulis pendamping studi tersebut.

“Sel-sel ini dapat merasakan masalah dan merespons dengan memproduksi obat.

Pendekatan ini juga membantu kita memahami mengapa biologis tertentu mungkin memiliki efek terbatas pada radang sendi.

Ini bukan karena mereka tidak mengikat pada target yang tepat tetapi kemungkinan karena obat yang disuntikkan berumur pendek dibandingkan dengan tingkat obat yang dikendalikan secara otomatis yang dilepaskan oleh sel-sel SMART yang ditanamkan.”

Para peneliti terus bereksperimen dengan CRISPR-Cas9 dan sel induk, bahkan sel-sel rekayasa yang mungkin memproduksi lebih dari satu obat untuk menanggapi pemicu peradangan yang berbeda.

Baca Juga:

Tiroiditis Hashimoto: Apa Itu Dan Bagaimana Cara Mengobatinya

Terapi Ozon: Apa Itu, Bagaimana Cara Kerjanya Dan Untuk Penyakit Apa Itu Diindikasikan

Sumber:

Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis