为了开发副作用最小的类风湿性关节炎疗法，圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员开发了基因工程细胞，当植入小鼠体内时，将提供一种生物药物来应对炎症。的工程改造的细胞减少炎症和防止类型损坏骨，被称为骨侵蚀的，在小鼠模型中类风湿性关节炎。研究小组的最终目标是为患有类风湿性关节炎的人开发治疗方法，这是一种影响约 130 万成年人的衰弱疾病。

“医生经常通过注射或输注抗炎生物药物来治疗类风湿性关节炎患者，但这些药物在给药时间足够长且剂量足够高以产生有益作用时会引起严重的副作用，”高级研究员 Farshid Guilak 博士说。 .D., the Mildred B. Simon 整形外科教授。“我们使用 CRISPR 技术对干细胞中的基因进行重新编程。然后我们通过将细胞接种在编织支架上来制造一个小的软骨植入物，并将它们放置在小鼠的皮肤下。这种方法允许这些细胞在体内停留一段时间很长一段时间，只要有炎症就会分泌一种药物。”

新发现于 9 月 1 日在线发表在《科学进展》杂志上。

研究人员使用 CRISPR-Cas9 基因组编辑技术来制造能够分泌生物药物以应对炎症的细胞。该药物通过与白介素 1 (IL-1) 结合来减轻关节炎症，IL-1 是一种通过激活关节中的炎症细胞来促进关节炎炎症的物质。

华盛顿大学再生医学中心的联合主任 Guilak 和他的团队之前开发了支架，它们用干细胞包裹，然后植入关节形成软骨。该策略允许研究人员以这样的方式植入工程软骨细胞，即它们在几天后不会漂移并且可以存活数月或更长时间。

他的实验室之前还使用 CRISPR-Cas9 技术构建了所谓的 SMART 软骨细胞(用于自主再生疗法的干细胞)来改变这些细胞中的基因，这样当软骨中的基因被炎症激活时，它们就会分泌药物作为反应。

在这项新研究中，Guilak 的团队将这些策略结合起来为类风湿性关节炎提供治疗。

“这些细胞在皮下或关节中存在数月之久，当它们感觉到炎症环境时，它们会被编程为释放一种生物药物，”同时也是圣劳伦斯儿童医院研究主任的吉拉克说。路易斯。

在这种情况下，该药物类似于免疫抑制剂药物阿那白滞素，后者与 IL-1 结合并阻断其活性。有趣的是，这种药物并不经常用于治疗类风湿性关节炎，因为它的半衰期很短，不会在体内停留很长时间。但在这项针对小鼠的研究中，该药物减少了炎症并预防了类风湿性关节炎中常见的骨损伤。

“我们专注于骨侵蚀，因为这对类风湿性关节炎患者来说是一个大问题，目前的生物制剂无法有效治疗这种疾病，”共同第一作者、Guilak 实验室的访问整形外科医生 Yunrak Choi 医学博士说。“我们使用成像技术仔细检查动物的骨骼，我们发现这种方法可以防止骨骼侵蚀。我们对这一进步感到非常兴奋，这似乎满足了一个重要的未满足的临床需求。”

Guilak 与医学博士、风湿病学部主任以及 Guy and Ella Mae Magness 医学教授 Christine Pham 合作。

“虽然生物制剂彻底改变了炎症性关节炎的治疗，但这些药物的持续给药往往会导致不良事件，包括感染风险的增加，”Pham 解释说。“基本上按需提供此类药物以应对关节炎发作的想法对我们这些与关节炎患者一起工作的人非常有吸引力，因为这种方法可以限制伴随这些药物持续高剂量给药的不良反应。”

通过 CRISPR-Cas9 基因编辑，细胞有可能被编程以制造各种药物，这意味着如果一种关节炎药物在特定患者身上比另一种更有效，研究人员可以设计软骨细胞进行个性化治疗。该策略具有治疗其他炎症性关节炎疾病的巨大潜力，包括幼年关节炎，这种疾病在影响了超过 300,000 名儿童。

“许多关节炎患者必须自己服用这些药物，每天、每周或每两周给自己注射一次，而其他人则每隔几个月就去医生办公室注射其中一种生物制剂，但在这项研究中，我们已经证明Guilak 实验室的博士后研究员、该研究的共同第一作者 Kelsey H. Collins 博士说：“我们可以将活组织制成药物输送系统。” “这些细胞可以感知问题并通过产生药物做出反应。这种方法还帮助我们理解为什么某些生物制剂对炎症性关节炎的作用可能有限。这不是因为它们没有”

研究人员正在继续试验 CRISPR-Cas9 和干细胞，甚至是可能制造一种以上药物以响应不同炎症触发因素的工程细胞。