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骨关节炎会大大增加了患心脏病的机会,但不幸的是,除了镇痛剂之外,没有药物疗法可以减缓或阻止OA的主要子集的疾病进展:创伤后骨关节炎(PTOA)。PTOA是关节软骨损伤的结果,占所有骨关节炎病例的10%。
纽约大学的研究人员,包括化学和生物分子工程教授JinKimMontclare以及纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员已经发现了分子载体和治疗有效载荷,可用于向受影响的关节提供药物治疗,阻止创伤后骨关节炎(PTOA)的发作和进步。
Elsevier期刊Biomaterials上发表的一项新研究“可注射重组块聚合物凝胶用于在创伤后骨关节炎中持续递送治疗性蛋白质”描述了他们开发的化合物如何克服药物治疗PTOA的主要障碍:它能够达到和保留在关节空间中,通过提供最佳的生物力学和生化环境,提供足以抑制炎症/分解代谢反应并诱导软骨再生的持续功效。
该复合物由重组蛋白嵌段聚合物组成,包含五个重复的弹性蛋白样多肽(E)和一个卷曲螺旋结构域的软骨寡聚基质蛋白(C)。由于这些化合物可以在生理温度下形成多孔网络凝胶,因此它是可注射生物材料的绝佳候选者。
研究小组发现,将蛋白质凝胶(E5C)与抗炎生长因子颗粒蛋白前体的工程衍生物Atsttrin相结合,可提供独特的生化和生物力学环境,以防止PTOA的发作和进展。事实上,研究小组发现E5C凝胶可以延长Atsttrin的释放并抑制软骨细胞分解代谢,同时促进体外合成代谢信号传导。
该研究的主要作者是Montclare实验室的博士后学者PriyaKatyal,该研究还显示了体内证据表明,负载Atsttrin的E5C凝胶的预防和治疗应用可以防止PTOA的发作和进展。
“总的来说,我们开发了一种独特的基于蛋白质的凝胶,能够微创、持续地提供前瞻性治疗药物,特别是颗粒蛋白前体衍生物Atsttrin,用于OA的治疗应用,”Montclare说。
她补充说,E5C凝胶是基于蛋白质的而非合成的——包含天然软骨成分——这意味着它可能具有良好的耐受性,对人类软骨细胞没有细胞毒性作用,并且在几周内即可生物降解。
由于该团队在预防性和治疗性研究设计中采用了相同的单一药物浓度和单次注射治疗策略——而且由于载有Atsttrin的E5C凝胶的治疗效果温和——他们正在进行后续研究以优化剂量。
“未来在更大的队列中探索更高的药物负荷和/或重复给药以及详细的体内评估将使我们能够优化我们的Atsttrin负载构建体在PTOA进展中的效用,”Montclare说。“我们的研究不仅提供了支持Atsttrin在PTOA发病机制中的保护性应用的额外证据,而且还描述了一种新的微创给药系统的开发,该系统也可以用于预防和治疗PTOA和其他退行性关节疾病。”
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