Revmatoid artritt: i musestudier frigjør rewired celler automatisk biologisk legemiddel som respons på betennelse

Med et mål om å utvikle behandlinger med revmatoid artritt med minimale bivirkninger, har forskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis genetisk konstruerte celler som, når de blir implantert i mus, vil levere et biologisk legemiddel som respons på betennelse.

De konstruerte cellene reduserte betennelse og forhindret en type skader på bein, kjent som beinerosjon, i en musemodell av revmatoid artritt

Forskerteamets endelige mål er å utvikle terapier for mennesker som takler revmatoid artritt, en svekkende tilstand som rammer omtrent 1.3 millioner voksne i USA.

"Leger behandler ofte pasienter som har revmatoid artritt med injeksjoner eller infusjoner av antiinflammatoriske biologiske legemidler, men disse stoffene kan forårsake betydelige bivirkninger når de leveres lenge nok og i høye nok doser til å ha gunstige effekter," sa seniorforsker Farshid Guilak, PhD , Mildred B. Simon, professor i ortopedisk kirurgi.

“Vi brukte CRISPR -teknologi for å omprogrammere genene i stamceller. Deretter laget vi et lite bruskimplantat ved å så cellene på vevde stillaser, og vi plasserte dem under musens hud.

Tilnærmingen gjør at cellene kan forbli i kroppen i lang tid og skille ut et stoff når det oppstår en betennelsesflamme. ”

De nye funnene er publisert online 1. september i tidsskriftet Science Advances.

Forskerne brukte CRISPR-Cas9 genomredigeringsteknologi for å lage celler som utskiller et biologisk legemiddel som respons på betennelse.

Legemidlet reduserer betennelse i leddene ved å binde seg til interleukin-1 (IL-1), et stoff som ofte fremmer betennelse ved revmatoid artritt ved å aktivere inflammatoriske celler i en ledd

Guilak, meddirektør ved Washington University Center of Regenerative Medicine, og teamet hans utviklet tidligere stillaser som de belegger med stamceller og deretter implanterer i ledd for å danne brusk.

Strategien lar forskerne implantere de konstruerte bruskcellene på en slik måte at de ikke forsvinner etter noen dager og kan overleve i flere måneder eller lenger.

Laboratoriet hans bygde også tidligere såkalte SMART bruskceller (stamceller modifisert for autonom regenerativ terapi) ved bruk av CRISPR-Cas9-teknologi for å endre gener i disse cellene, slik at når genene i brusk aktiveres av betennelse, utskiller de medisiner som respons.

I den nye studien kombinerte Guilaks team strategiene for å gi behandling for revmatoid artritt

"Cellene sitter under huden eller i en ledd i flere måneder, og når de føler et inflammatorisk miljø, er de programmert til å frigjøre et biologisk legemiddel," sa Guilak, også forskningssjef ved Shriners Hospitals for Children - St. Louis.

I dette tilfellet lignet stoffet på det immunsuppressive legemidlet anakinra, som binder seg til IL-1 og blokkerer dets aktivitet.

Interessant nok er at stoffet ikke brukes ofte til å behandle revmatoid artritt fordi det har en kort halveringstid og ikke henger lenge i kroppen. Men i denne studien på mus reduserte stoffet betennelse og forhindret beinskade som ofte ses ved revmatoid artritt.

"Vi fokuserte på beinerosjon fordi det er et stort problem for pasienter med revmatoid artritt, som ikke behandles effektivt av nåværende biologer," sa medforfatter Yunrak Choi, MD, en besøkende ortopedisk kirurg i Guilak-laboratoriet.

"Vi brukte bildeteknikker for å undersøke bein i dyrene nøye, og vi fant at denne tilnærmingen forhindret beinerosjon.

Vi er veldig begeistret for dette fremskrittet, som ser ut til å dekke et viktig uoppfylt klinisk behov. ”

Guilak samarbeidet med Christine Pham, MD, direktør for Divisjon for revmatologi og Guy and Ella Mae Magness professor i medisin.

"Selv om biologer har revolusjonert behandlingen av inflammatorisk leddgikt, fører kontinuerlig administrering av disse legemidlene ofte til bivirkninger, inkludert økt risiko for infeksjon," forklarte Pham. "Ideen om å levere slike legemidler i hovedsak etter behov som reaksjon på leddgiktbluss er ekstremt attraktiv for oss som jobber med leddgiktpasienter, fordi tilnærmingen kan begrense de bivirkningene som følger med kontinuerlig høydoseadministrering av disse legemidlene."

Med genredigering av CRISPR-Cas9 har celler potensial til å bli programmert til å lage alle slags legemidler, noe som betyr at hvis et leddgiktmedisin fungerer bedre enn et annet hos en bestemt pasient, kan forskerne konstruere bruskceller for å lage tilpassede behandlinger.

Revmatoid artritt: strategien har stort potensial for å behandle andre inflammatoriske artrittlidelser, inkludert juvenil artritt, en tilstand som rammer mer enn 300,000 XNUMX barn i USA

"Mange leddgiktpasienter må administrere disse stoffene selv og gi seg selv injeksjoner daglig, ukentlig eller hver uke, mens andre går til et legekontor noen få måneder for å få en infusjon av en av disse biologene, men i denne studien har vi vist at vi kan gjøre levende vev til et legemiddeltilførselssystem, ”sa Kelsey H. Collins, PhD, en postdoktor ved Associate i Guilaks laboratorium og medforfatter av studien.

"Disse cellene kan føle problemer og svare ved å produsere et stoff.

Denne tilnærmingen hjelper oss også med å forstå hvorfor visse biologiske stoffer kan ha begrensede effekter ved inflammatorisk leddgikt.

Det er ikke fordi de ikke binder seg til det riktige målet, men sannsynligvis fordi et injisert legemiddel er kortvarig sammenlignet med de automatisk kontrollerte legemiddelnivåene som frigjøres av implanterte SMART-celler. ”

Forskerne fortsetter å eksperimentere med CRISPR-Cas9 og stamceller, til og med ingeniørceller som kan produsere mer enn ett legemiddel for å reagere på forskjellige utløsere for betennelse.

Les også:

Hashimotos tyreoiditt: Hva det er og hvordan det skal behandles

Ozonterapi: hva det er, hvordan det fungerer og for hvilke sykdommer det er indikert

kilde:

Washington University School of Medicine i St. Louis