Ei-viraalinen geeniterapia tarjoaa toivoa krooniseen alaselkäkipuun
Viimeksi tarkistettu: 14.06.2024
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Äskettäin journal Biomaterialsissa julkaistussa tutkimuksessa tutkijat kehittivät uuden ei-viraalisen geeniterapian diskogeenisen selkäkivun (DBP) hoitoon antamalla transkriptiotekijää Forkhead. Laatikko F1 (FOXF1) käyttämällä kehitettyjä ekstrasellulaarisia rakkuloita (eEV:itä) rappeutuviin nikamavälilevyihin (IVD) in vivo.
Krooninen alaselkäkipu (LBP) on kasvava maailmanlaajuinen ongelma, joka johtuu väestön ikääntymisestä ja opioidiongelmien pahenemisesta. Nykyiset hoidot sisältävät lyhytaikaista helpotusta tai kalliita leikkauksia, mikä korostaa ei-riippuvuutta aiheuttavien ja vähemmän invasiivisten hoitojen tarvetta.
Nykyiset biologiset hoidot, mukaan lukien kasvutekijän antaminen, soluterapia ja virusgeeniterapiat, voivat vähentää rappeutumista eläin- ja ihmismalleissa. Sellaiset huolenaiheet kuin lyhytaikaiset vaikutukset, heikko pitkän aikavälin tehokkuus ja tarpeeton immunogeenisyys ja tuumorigeenisyys voivat kuitenkin estää näiden menetelmien suoran soveltamisen.
Tässä tutkimuksessa tutkijat loivat ei-viraalisen geeniterapian nikamavälilevyn rappeutumiseen (IVD) käyttämällä FOXF1-eEV:tä.
Tutkijat transfektoivat primäärisiä hiiren alkion fibroblasteja (PMEF:t) plasmidilla, joka sisälsi FOXF1:n tai pCMV6:n kontrollina, ja karakterisoivat eEV-näytteet nanopartikkelien seurantamäärityksellä (NTA).
He arvioivat molekyylilastin tehokkaan lastaamisen eEV-ajoneuvoihin käyttämällä kvantitatiivista käänteistranskriptiopolymeraasiketjureaktiota (qRT-PCR) ja tavanomaista PCR:ää. Western blot -analyysi tunnisti FOXF1:n ja spesifiset EV-proteiinit eEV-muodostelmista. Tiimi käytti plasmideja, jotka tehostavat ylävirran ja alavirran polylinkkerialueita FOXF1-plasmidi-DNA:n läsnäolon määrittämiseksi luovuttajasoluissa ja luoduissa eEV:issä.
He tutkivat täyspitkää mRNA:ta, joka oli tuotettu plasmidi-DNA:sta eEV:issä ja luovuttajasoluissa.
Tutkijat loivat solunulkoisia rakkuloita, joissa oli transkriptiotekijöitä kudosten toiminnan palauttamiseksi ja kipuvasteiden muokkaamiseksi DBP:n eläinmallissa.
He tunnistivat sähköajoneuvoja, jotka kuljettavat ja jakavat FOXF1:tä vaurioituneisiin nikamien välisiin levyihin diskogeenisen selkäkivun hiirimallissa määrittääkseen FOXF1 eEV:n nikamavälilevyjen rappeutumisen eston.
Tiimi yhdisti hiiren nikamavälilevyjen biomekaanisen testauksen kuvantamiseen, solunulkoisen matriisin (ECM) muutoksiin ja 12 viikon kuluttua arvioituihin kipuvasteisiin vahvistaakseen rakenteen ja toiminnan muutokset sekä terapeuttisen toimenpiteen aiheuttaman kivun.
Preoperatiivisiin ja hoidon jälkeisiin kivunarviointeihin sisältyivät mikrotietokonetomografia (mikro-CT), magneettikuvaus (MRI), mekaaniset testit, Alcian sininen (AB) ja picrosirius red (PSR) -värjäys, dimetyylimetyleenisininen testi ja immunohistokemia (IHC) )).
Tutkimukseen sisältyi kirurginen tekniikka, jossa tutkijat injektoivat Buprenorphine ER:tä ihon alle hiiriin leikkauksen jälkeisen kivun hillitsemiseksi.
Tiimi suoritti käyttäytymisarviointeja ennen leikkausta ja kahden viikon välein neljästä kahteentoista viikkoa leikkauksen jälkeen käyttämällä erilaisia tekniikoita, kuten avokenttätestiä, kylmälevyä, hännän jousitusta ja lankajousitusta.
Avokenttäkokeessa arvioitiin hiirten spontaani aktiivisuus; kylmälevytesteillä mitattu lämpöhyperalgesia; Hännän jousitustestit mittasivat aksiaalista kipua; ja vaijeriripustustesteissä mitattu lujuus.
Kaksitoista viikkoa leikkauksen jälkeen työryhmä leikkasi eläinten lannerangat käyttämällä reisihermon ja valtimoiden jäljittämistä tunnistaakseen L4- ja L5-, L5- ja L6- sekä L6- ja S1-IVD-välilevyt. He käyttivät L5/L6 IVD:tä histologian arvioimiseen ja glykosaminoglykaanipitoisuuden (GAG) määrittämiseen.
FOXF1 eEV:t vähensivät merkittävästi kipuvasteita samalla, kun ne palauttavat IVD:n rakenteen ja toiminnan, mukaan lukien parannukset levyn korkeudessa, kudosten hydraatiossa, proteoglykaanipitoisuudessa ja mekaanisissa ominaisuuksissa.
Tutkimuksessa keskityttiin FOXF1:llä ladattujen eEV:ien vapautumiseen FOXF1-transkriptiotekijällä transfektoiduista primaarisista fibroblasteista. Kvantitatiivinen RT-PCR osoitti merkittävän nousun FOXF1-mRNA-transkriptitasoissa ja täyspitkän transkriptoidun FOXF1-mRNA:n tasoissa verrattuna pCMV6:lla transfektoituihin soluihin.
FOXF1 eEV -hoito voi vähentää kipuvasteita lannelevypunktiolla varustetussa hiirimallissa jopa 12 viikon ajan. Naarashiirillä oli pidempi hankinta-aika FOXF1:llä hoidetussa ryhmässä kuin vaurioituneessa ryhmässä, mikä kesti vähintään 12 viikkoa hoidon jälkeen.
FOXF1 eEV -hoito paransi nesteytystä ja IVD-kudoksen korkeutta loukkaantuneilla ja rappeutuvilla eläimillä in vivo säilyttäen samalla hydraatiotasot ja T2-painotetun IVD-kuvan intensiteetin.
Tiimi kuitenkin havaitsi levyn korkeuden laskun haavoittuneilla eläimillä ja eläimillä, joita hoidettiin pCMV6 eEV:llä. FOXF1 eEV:llä käsiteltyjen hiirten levyn korkeus ei laskenut 12 viikkoa hoidon jälkeen. Sukupuoli ei vaikuttanut toiminnallisiin tuloksiin.
FOXF1 eEV:t palauttivat vaurioituneiden ja rappeutuneiden IVD:iden mekaanisen toiminnan in vivo. Aksiaalisen jännityksen alaisena FOXF1 eEV -käsitellyt IVD:t osoittivat korkeampaa normalisoitua NZ-jäykkyyttä kuin vaurioituneet IVD:t.
Virumisolosuhteissa vaurioituneet IVD:t osoittivat lisääntyneitä normalisoituja virumissiirtymiä, mikä osoitti normalisoidun virumisen elastisen jäykkyyden vähenemistä.
Tulokset osoittavat, että GAG-pitoisuuden vähentäminen vaurioituneissa IVD:issä lisää mekaanista joustavuutta, mutta eEV-hoito estää glykosaminoglykaanin häviämisen ja sitä seuraavat muutokset mekaanisessa toiminnassa.
FOXF1 eEV:t aiheuttivat rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia IVD:ssä lisäämällä proteoglykaanien ja GAG:ien tasoja.
Tutkimustulokset osoittivat, että kehitykseen vaikuttavilla transkriptiotekijöillä ladatut eEV:t voivat hoitaa kivuliaita nivelsairauksia, kuten DBP:tä, toimittamalla näitä transkriptiotekijöitä rappeutuviin ja kivuliaita IVD-niveliin.
Tämä strategia voi auttaa vähentämään taudin aiheuttamia rakenteellisia ja toiminnallisia poikkeavuuksia sekä säätelemään sukupuolikohtaisia kipuvasteita.
Tutkijat ovat myös suositelleet kehitystranskriptiotekijöiden, kuten FOXF1:n, käyttöä rappeuttavien NP-solujen muuntamiseksi proanaboliseen tilaan in vivo. Lisätutkimusta tarvitaan sen terapeuttisen tehokkuuden määrittämiseksi.