โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์: ในการศึกษาด้วยเมาส์ เซลล์ที่ต่อสายใหม่จะปล่อยยาทางชีววิทยาโดยอัตโนมัติเพื่อตอบสนองต่อการอักเสบ

นักวิจัยจาก Washington University School of Medicine ในเมือง St. Louis มีเป้าหมายในการพัฒนาการรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์โดยมีผลข้างเคียงน้อยที่สุด จึงมีเซลล์ที่ดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งเมื่อฝังในหนูแล้วจะส่งยาทางชีววิทยาเพื่อตอบสนองต่อการอักเสบ

เซลล์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมลดการอักเสบและป้องกันความเสียหายต่อกระดูกที่เรียกว่าการพังทลายของกระดูกในรูปแบบเมาส์ของโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์

เป้าหมายสูงสุดของทีมวิจัยคือการพัฒนาวิธีการรักษาสำหรับผู้ที่รับมือกับโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ ซึ่งเป็นภาวะที่ทำให้ร่างกายอ่อนแอ ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้ใหญ่ประมาณ 1.3 ล้านคนในสหรัฐอเมริกา

Farshid Guilak นักวิจัยอาวุโสกล่าวว่า "แพทย์มักจะรักษาผู้ป่วยที่เป็นโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ด้วยการฉีดยาหรือการฉีดสารทางชีววิทยาต้านการอักเสบ , ศาสตราจารย์ Mildred B. Simon แห่งศัลยศาสตร์ออร์โธปิดิกส์.

“เราใช้เทคโนโลยี CRISPR เพื่อปรับโปรแกรมยีนในเซลล์ต้นกำเนิดใหม่ จากนั้นเราสร้างกระดูกอ่อนเทียมขนาดเล็กโดยการเพาะเซลล์บนโครงถัก และวางไว้ใต้ผิวหนังของหนู

วิธีการนี้ช่วยให้เซลล์เหล่านั้นสามารถคงอยู่ในร่างกายได้นานและหลั่งยาออกมาเมื่อใดก็ตามที่มีการอักเสบเกิดขึ้น”

ผลการวิจัยใหม่นี้เผยแพร่ในวันที่ 1 กันยายนในวารสาร Science Advances

นักวิจัยใช้เทคโนโลยีการแก้ไขจีโนม CRISPR-Cas9 เพื่อสร้างเซลล์ที่หลั่งยาทางชีววิทยาเพื่อตอบสนองต่อการอักเสบ

ยาลดการอักเสบในข้อต่อโดยจับกับ interleukin-1 (IL-1) ซึ่งเป็นสารที่มักส่งเสริมการอักเสบในข้ออักเสบรูมาตอยด์โดยกระตุ้นเซลล์อักเสบในข้อต่อ

Guilak ผู้อำนวยการร่วมของ Washington University Center of Regenerative Medicine และทีมของเขาได้พัฒนาโครงนั่งร้านที่เคลือบด้วยสเต็มเซลล์และฝังในข้อต่อเพื่อสร้างกระดูกอ่อน

กลยุทธ์นี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถปลูกฝังเซลล์กระดูกอ่อนที่ออกแบบในลักษณะที่พวกมันจะไม่ลอยออกไปหลังจากผ่านไปสองสามวันและสามารถอยู่รอดได้เป็นเวลาหลายเดือนหรือนานกว่านั้น

ห้องปฏิบัติการของเขาเคยสร้างเซลล์กระดูกอ่อนที่เรียกว่า SMART (เซลล์ต้นกำเนิดดัดแปลงสำหรับการบำบัดด้วยการสร้างเซลล์ใหม่อัตโนมัติ) โดยใช้เทคโนโลยี CRISPR-Cas9 เพื่อปรับเปลี่ยนยีนในเซลล์เหล่านั้น เพื่อที่ว่าเมื่อยีนในกระดูกอ่อนถูกกระตุ้นโดยการอักเสบ พวกมันจะหลั่งยาออกมาตอบสนอง

ในการศึกษาครั้งใหม่ ทีมของ Guilak ได้รวมกลยุทธ์ในการรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์

Guilak ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ Shriners Hospitals for Children เมือง St. Louis กล่าวว่า "เซลล์เหล่านี้อยู่ใต้ผิวหนังหรือในข้อต่อเป็นเวลาหลายเดือน และเมื่อรู้สึกถึงสภาพแวดล้อมที่มีการอักเสบ พวกมันจะถูกตั้งโปรแกรมให้ปล่อยยาทางชีววิทยา

ในกรณีนี้ ยานี้คล้ายกับยากดภูมิคุ้มกัน anakinra ซึ่งจับกับ IL-1 และขัดขวางการทำงานของมัน

น่าสนใจ ยานั้นไม่ได้ใช้บ่อยในการรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ เพราะมีครึ่งชีวิตสั้นและไม่คงอยู่ในร่างกายนาน แต่ในการศึกษานี้ในหนูทดลอง ยาลดการอักเสบและป้องกันความเสียหายของกระดูกซึ่งมักพบในโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์

"เรามุ่งเน้นไปที่การพังทลายของกระดูกเพราะนั่นเป็นปัญหาใหญ่สำหรับผู้ป่วยโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ ซึ่งไม่ได้รับการรักษาอย่างมีประสิทธิภาพโดยชีววิทยาในปัจจุบัน" Yunrak Choi ผู้เขียนร่วมคนแรกซึ่งเป็นศัลยแพทย์กระดูกและข้อมาเยี่ยมในห้องปฏิบัติการ Guilak กล่าว

“เราใช้เทคนิคการถ่ายภาพเพื่อตรวจสอบกระดูกในสัตว์อย่างใกล้ชิด และเราพบว่าวิธีนี้ช่วยป้องกันการพังทลายของกระดูกได้

เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับความก้าวหน้านี้ ซึ่งดูเหมือนว่าจะตอบสนองความต้องการทางคลินิกที่สำคัญที่ยังไม่ได้รับการตอบสนอง”

Guilak ร่วมมือกับ Christine Pham, MD, ผู้อำนวยการแผนกโรคข้อและ Guy และ Ella Mae Magness ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์

"แม้ว่าชีววิทยาจะปฏิวัติการรักษาโรคข้ออักเสบอักเสบ แต่การใช้ยาเหล่านี้อย่างต่อเนื่องมักนำไปสู่เหตุการณ์ไม่พึงประสงค์รวมถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการติดเชื้อ" Pham อธิบาย "ความคิดในการส่งมอบยาดังกล่าวตามความต้องการในการตอบสนองต่อการเกิดโรคข้ออักเสบเป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับพวกเราที่ทำงานกับผู้ป่วยโรคข้ออักเสบเนื่องจากวิธีการนี้อาจจำกัดผลข้างเคียงที่มาพร้อมกับการใช้ยาเหล่านี้ในขนาดสูงอย่างต่อเนื่อง"

ด้วยการแก้ไขยีน CRISPR-Cas9 เซลล์มีศักยภาพที่จะตั้งโปรแกรมให้ผลิตยาได้ทุกประเภท ซึ่งหมายความว่าหากยารักษาโรคข้ออักเสบตัวใดตัวหนึ่งทำงานได้ดีกว่าตัวอื่นในผู้ป่วยรายใดรายหนึ่ง นักวิจัยสามารถออกแบบเซลล์กระดูกอ่อนเพื่อทำการรักษาเฉพาะบุคคลได้

โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์: กลยุทธ์นี้มีศักยภาพที่ดีในการรักษาโรคข้ออักเสบอื่นๆ รวมถึงโรคข้ออักเสบเด็กและเยาวชน ซึ่งเป็นภาวะที่ส่งผลกระทบต่อเด็กมากกว่า 300,000 คนในสหรัฐอเมริกา

“ผู้ป่วยโรคข้ออักเสบจำนวนมากต้องจัดการยาเหล่านี้ด้วยตนเอง โดยให้ยาเหล่านี้ฉีดทุกวัน ทุกสัปดาห์หรือทุกสองสัปดาห์ ในขณะที่คนอื่นๆ ไปพบแพทย์ทุกสองสามเดือนเพื่อรับยาทางชีววิทยาเหล่านี้ แต่ในการศึกษานี้ เราได้แสดงให้เห็น ว่าเราสามารถสร้างเนื้อเยื่อที่มีชีวิตให้กลายเป็นระบบส่งยาได้

“เซลล์เหล่านี้สามารถรับรู้ปัญหาและตอบสนองด้วยการผลิตยา

วิธีการนี้ยังช่วยให้เราเข้าใจว่าเหตุใดสารชีววิทยาบางชนิดจึงมีผลจำกัดในโรคข้ออักเสบอักเสบ

ไม่ใช่เพราะพวกเขาไม่ได้ผูกมัดกับเป้าหมายที่ถูกต้อง แต่น่าจะเป็นเพราะยาที่ฉีดนั้นมีอายุสั้นเมื่อเทียบกับระดับยาที่ควบคุมโดยอัตโนมัติที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ SMART ที่ฝังไว้”

นักวิจัยยังคงทำการทดลองกับ CRISPR-Cas9 และสเต็มเซลล์ แม้กระทั่งเซลล์วิศวกรรมที่อาจผลิตยามากกว่าหนึ่งชนิดเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นการอักเสบที่แตกต่างกัน

อ่านเพิ่มเติม:

ไทรอยด์อักเสบของ Hashimoto: มันคืออะไรและจะรักษาอย่างไร

การบำบัดด้วยโอโซน: มันคืออะไร ทำงานอย่างไร และบ่งชี้ถึงโรคใดบ้าง

ที่มา:

คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ดิ เซนต์หลุยส์