老化に関連する重要なタンパク質をブロックする方法を科学者が発見したことで、損傷した膝を修復し、関節炎を防ぐことが一歩近づく可能性があります。
関節炎は関節に痛みや炎症を引き起こす一般的な症状であり、英国の何百万人もの人々が罹患しています。現在、治療法はありません。
しかし、専門家は、 スタンフォード大学 は、加齢に伴う軟骨減少を逆転させ、損傷後の膝関節炎の発症を防ぐことができる新薬を開発しました。
怪我は、多くの場合、スポーツ活動中の大きな衝撃や単純な膝のひねりによって軟骨が裂けるときに発生することがあります。軟骨は一度損傷すると自然に治癒することができません。
これにより、痛み、腫れ、硬さが生じ、骨が骨にこすれて関節の形状が変化し、骨が正常な位置から押し出されることがあります。
しかし研究者らは、この薬剤を患部の関節に直接注射すると軟骨の再生が誘発されることを発見し、関節手術に代わる将来の治療法を示唆している。
微生物学と免疫学の専門家で研究主任のヘレン・ブラウ教授は、「これは成人組織を再生する新しい方法であり、加齢や損傷による関節炎の治療に臨床的に大きな期待がある」と述べた。
「何百万人もの人々が、加齢に伴う関節の痛みや腫れに悩まされています。それは満たされていない大きな医療ニーズです。
変形性関節症は約 1,000 万人の英国人に影響を与えています。この状態では、時間の経過とともに骨の端にある保護軟骨が破壊され、骨と骨がこすれるときに痛み、腫れ、関節の動きに問題が生じます。
「これまで、軟骨喪失の原因を直接治療する薬はありませんでした。
「しかし、このゲロザイム阻害剤は、他の薬剤や介入に反応して報告されている以上に劇的な軟骨再生を引き起こします。」
この研究で研究者らは、体内に自然に存在するゲロザイムと呼ばれる酵素の一種である15-PGDHと呼ばれるタンパク質を特定した。
その存在は年齢とともに増加し、組織機能の徐々に低下することに関連しています。
マウスの研究では、高レベルのタンパク質は加齢に伴う筋力の低下と関連していることがわかっています。研究者らは、この酵素をブロックすることで、高齢の動物の筋肉量と持久力を向上させることに成功したことを発見した。
対照的に、若いマウスにより多くのタンパク質を生成させると、筋肉が収縮します。
通常の状態では、股関節、膝、肩、足首の関節のスムーズな動きを可能にする関節軟骨は、怪我や単なる加齢によって損傷を受けると、再生する能力が非常に限られています。
しかし、研究者らは、このタンパク質をブロックすることにより、筋肉幹細胞の機能に不可欠なホルモンのレベルが増加し、老齢マウスの軟骨が再生することを発見した。
研究チームはマウスの腹部にタンパク質阻害剤を注射し、次に膝関節に直接タンパク質阻害剤を注射した。どちらの場合も、加齢とともにすり減った軟骨が厚くなっているのが見られた。
症例の半数以上が膝に発生しており、年間10万人以上がNHSの関節置換術の待機リストに載っている。
彼らは、前十字靭帯断裂に似た膝損傷を負ったマウスでも同様の効果を観察しました。これにより、軟骨が薄くなりすぎて膝の骨がすり減る変形性関節疾患である、苦痛を伴う変形性関節症のリスクが高まる可能性があります。
注目すべきことに、研究チームは、損傷後4週間にわたって週に2回薬剤を注射されたマウスは、変形性関節症を発症する可能性が大幅に低くなり、損傷した脚により多くの体重をかけることができることを発見した。
対照治療を受けたマウスは、わずか 4 週間以内に衰弱状態を発症しました。
研究者らはまた、治療を受けたマウスでは炎症マーカーの発現が少なく、より若々しい軟骨プロファイルに広範囲に戻っていることにも注目した。
研究チームはまた、変形性関節症の膝関節置換手術を受けた患者から採取した軟骨も検査した。
わずか 1 週間の治療後、ヒトの組織は軟骨再生の初期の兆候を示し、炎症や劣化の兆候は減少しました。
整形外科の教授であり研究の共著者であるニディ・ブータニ博士は、「このメカニズムは非常に驚くべきものであり、組織の再生がどのように起こるかについて私たちの見方を大きく変えた」と結論づけた。
「軟骨にすでに存在する細胞の大規模なプールが遺伝子発現パターンを変化させていることは明らかです。
「そして、これらの細胞を再生の標的にすることで、臨床的に全体的に大きな影響を与える機会が得られるかもしれません。」
ブラウ教授はさらに、「筋力低下に対する15-PGDH阻害剤の第1相臨床試験では、健康なボランティアにおいて安全で有効であることが示された」と付け加えた。
「私たちの希望は、軟骨再生における効果をテストするために、同様の試験が間もなく開始されることです。
「私たちはこの潜在的な画期的な進歩に非常に興奮しています。既存の軟骨を再成長させ、関節置換を回避できることを想像してみてください。」