Reumatoid artrit: i musstudie släpper omkablade celler automatiskt biologiskt läkemedel som svar på inflammation

Med målet att utveckla reumatoid artritterapi med minimala biverkningar har forskare vid Washington University School of Medicine i St. Louis genetiskt konstruerade celler som, när de implanteras i möss, kommer att leverera ett biologiskt läkemedel som svar på inflammation.

De konstruerade cellerna minskade inflammation och förhindrade en typ av skada på ben, känd som benderosion, i en musmodell av reumatoid artrit

Forskargruppens yttersta mål är att utveckla terapier för personer som hanterar reumatoid artrit, ett försvagande tillstånd som drabbar cirka 1.3 miljoner vuxna i USA.

"Läkare behandlar ofta patienter som har reumatoid artrit med injektioner eller infusioner av antiinflammatoriska biologiska läkemedel, men dessa läkemedel kan orsaka betydande biverkningar när de levereras tillräckligt länge och i tillräckligt höga doser för att ha fördelaktiga effekter", säger seniorutredaren Farshid Guilak, doktorand , Mildred B. Simon, professor i ortopedisk kirurgi.

”Vi använde CRISPR -teknik för att omprogrammera generna i stamceller. Sedan skapade vi ett litet broskimplantat genom att så cellerna på vävda ställningar, och vi placerade dem under mössens hud.

Tillvägagångssättet gör att dessa celler kan stanna kvar i kroppen under lång tid och utsöndra ett läkemedel när det uppstår en inflammation. "

De nya resultaten publiceras online den 1 september i tidskriften Science Advances.

Forskarna använde CRISPR-Cas9 genomredigeringsteknik för att göra celler som utsöndrar ett biologiskt läkemedel som svar på inflammation.

Läkemedlet minskar inflammation i lederna genom att binda till interleukin-1 (IL-1), ett ämne som ofta främjar inflammation vid reumatoid artrit genom att aktivera inflammatoriska celler i en led

Guilak, meddirektör för Washington University Center of Regenerative Medicine, och hans team utvecklade tidigare byggnadsställningar som de täcker med stamceller och sedan implanterar i lederna för att bilda brosk.

Strategin gör att forskarna kan implantera de konstruerade broskcellerna på ett sådant sätt att de inte försvinner efter några dagar och kan överleva i månader eller längre.

Hans laboratorium byggde också tidigare så kallade SMART broskceller (stamceller modifierade för autonom regenerativ terapi) med CRISPR-Cas9-teknik för att ändra gener i dessa celler så att när generna i brosket aktiveras av inflammation utsöndrar de läkemedel som svar.

I den nya studien kombinerade Guilaks team strategierna för behandling av reumatoid artrit

"Cellerna sitter under huden eller i en led i månader, och när de känner en inflammatorisk miljö är de programmerade att släppa ut ett biologiskt läkemedel", säger Guilak, även forskningsdirektör vid Shriners sjukhus för barn - St. Louis.

I detta fall liknade läkemedlet det immunsuppressiva läkemedlet anakinra, som binder till IL-1 och blockerar dess aktivitet.

Intressant nog är att läkemedlet inte används ofta för att behandla reumatoid artrit eftersom det har en kort halveringstid och inte dröjer kvar i kroppen länge. Men i denna studie på möss minskade läkemedlet inflammation och förhindrade benskador som ofta ses vid reumatoid artrit.

"Vi fokuserade på benderosion eftersom det är ett stort problem för patienter med reumatoid artrit, som inte behandlas effektivt av nuvarande biologer", säger medförfattaren Yunrak Choi, MD, en besökande ortopedkirurg i Guilak-labbet.

”Vi använde bildteknik för att noggrant undersöka ben hos djuren, och vi fann att detta tillvägagångssätt förhindrade benskörhet.

Vi är mycket glada över detta framsteg, som tycks tillgodose ett viktigt ouppfyllt kliniskt behov. ”

Guilak samarbetade med Christine Pham, MD, chef för avdelningen för reumatologi och Guy and Ella Mae Magness professor i medicin.

"Även om biologer har revolutionerat behandlingen av inflammatorisk artrit, leder den kontinuerliga administreringen av dessa läkemedel ofta till biverkningar, inklusive en ökad risk för infektion", förklarade Pham. "Tanken att leverera sådana läkemedel i huvudsak på begäran som svar på artritblussningar är extremt attraktiv för oss som arbetar med artritpatienter, eftersom tillvägagångssättet kan begränsa de negativa effekter som följer med kontinuerlig högdosadministrering av dessa läkemedel."

Med CRISPR-Cas9 genredigering har celler potential att programmeras för att göra alla slags läkemedel, vilket innebär att om ett artritläkemedel fungerar bättre än ett annat hos en viss patient, kan forskarna konstruera broskceller för att göra personliga behandlingar.

Reumatoid artrit: strategin har stor potential att behandla andra inflammatoriska artrittillstånd, inklusive juvenil artrit, ett tillstånd som drabbar mer än 300,000 XNUMX barn i USA

”Många artritpatienter måste själv administrera dessa läkemedel och ge sig själva injektioner dagligen, varje vecka eller varannan vecka, medan andra går till en läkarmottagning några månader för att få en infusion av en av dessa biologiska läkemedel, men i denna studie har vi visat att vi kan göra levande vävnad till ett läkemedelsleveranssystem ”, säger Kelsey H. Collins, doktorand, en postdoktoral forskningsassistent i Guilaks laboratorium och medförfattare till studien.

”Dessa celler kan känna av problem och svara genom att producera ett läkemedel.

Detta tillvägagångssätt hjälper oss också att förstå varför vissa biologiska läkemedel kan ha begränsade effekter vid inflammatorisk artrit.

Det är inte för att de inte binder till rätt mål utan sannolikt för att ett injicerat läkemedel är kortlivat jämfört med de automatiskt kontrollerade läkemedelsnivåerna som frigörs av implanterade SMART-celler. ”

Forskarna fortsätter att experimentera med CRISPR-Cas9 och stamceller, till och med konstruktionsceller som kan tillverka mer än ett läkemedel för att svara på olika triggers för inflammation.

Läs också:

Hashimotos tyreoidit: vad det är och hur man behandlar det

Ozonterapi: vad det är, hur det fungerar och för vilka sjukdomar det anges

Källa:

Washington University School of Medicine i St. Louis