Посттравматический остеоартрит, вызванный разрушенным хрящом, который смягчает концы костей в суставах, возникает после травмы сустава. Зная, что PTOA приведет к более раннему началу и более быстрому прогрессированию остеоартрита после травмы, исследователи, в том числе Крейг Дюваль, профессор инженерных наук Корнелиуса Вандербильта, приступили к разработке препарата для предотвращения возникновения и прогрессирования PTOA.
Ген, кодирующий белок MMP13, отвечает за разрушение хрящевой ткани, но исследователям еще предстоит разработать терапию для его подавления, не имеющую побочных эффектов . Дюваль и его группа исследователей, в том числе бывший аспирант Шон Бедингфилд и нынешний аспирант Хуан Коласо, смогли преодолеть эту проблему, разработав препараты на основе коротких интерферирующих РНК, известные как миРНК.
«Используя подход, основанный на siRNA, мы нацелены на мРНК, промежуточное звено между геномной ДНК и производимым функциональным белком», - сказал Дюваль, также профессор биомедицинской инженерии. «Поскольку каждая последовательность гена уникальна, с помощью этого класса лекарств легче избирательно нацеливать и блокировать трансляцию определенного белка. И мы решили использовать эту терапевтическую стратегию против MMP13, используя локальную инъекцию непосредственно в поврежденный сустав».
Команда разработала наночастицу, содержащую миРНК MMP13, которая связывается только с поврежденным хрящом, пораженным травмами суставов. По словам Дюваль, эта нацеленная наночастица при локальном введении остается в суставе дольше, чтобы лучше бороться с ранним повреждением хряща. Такой целевой подход также помогает еще больше снизить потенциальные нежелательные эффекты в других частях тела.
Расширяя эту работу в следующей статье, группа использовала «пакеты» наночастиц для устойчивой доставки миРНК к клеткам сустава с течением времени после лечения. С помощью этой техники однократная инъекция длилась не менее месяца и уменьшала потерю хряща и костные шпоры, которые, как известно, являются основными причинами сильной боли в суставах, которая в конечном итоге заставляет пациентов искать полную замену суставов.
Травмы, вызывающие PTOA, наиболее распространены среди молодых спортсменов и военнослужащих, а остеоартрит поражает более 25 процентов людей старше 45 лет в США. Текущие методы лечения, такие как инъекции кортикостероидов в суставы, позволяют уменьшить кратковременную боль, но они могут усугубить потерю хряща при использовании в качестве продолжающейся терапии. - сказал Дюваль.
«Прямые сравнения с лечением текущим клиническим стандартом - стероидами - показали, что подавление MMP13 целевыми наночастицами оказало значительное влияние на уменьшение дегенерации суставов по сравнению с инъекциями стероидов», - сказал Дюваль. «Это указывает на то, что этот подход может стать первым клинически доступным лекарством от остеоартрита, изменяющим болезнь».
Помимо потери качества жизни, эта новая терапия также имеет возможность снизить затраты на здравоохранение, связанные с лечением, среди тех, кто пострадал от болезни.
«Мы хотели бы продолжить изучение биоадгезивных наночастиц, которые проще и легче масштабировать в производстве, а также имеют более длительный срок службы», - сказал Дюваль. «Мы также хотели бы продемонстрировать безопасность и эффективность на более крупных моделях как ступеньку к более длительному применению терапии миРНК MMP13 у пациентов».
Статья «Улучшение посттравматического остеоартрита с помощью депо наночастиц, доставляющих небольшие интерферирующие РНК к поврежденному хрящу» была опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering .
