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遺伝子治療はマウスの腰痛を軽減し、損傷した椎間板を修復します

椎間板関連の腰痛は、いつかその治療法に出会うかもしれない。天然由来のナノキャリアによって送達される遺伝子治療が、脊椎の損傷した椎間板を修復し、マウスの痛みの症状を軽減することが新しい研究で示されている。 科学者たちは、皮膚細胞のモデルとして線維芽細胞と呼ばれるマウスの結合組織細胞を使用してナノキャリアを設計し、組織発生の鍵となるタンパク質の遺伝物質をナノキャリアに搭載しました。 研究チームは、背中の損傷と同時に、マウスの損傷した椎間板に担体を含む溶液を注射した。 12週間にわたる結果を評価した研究者らは、画像検査、組織分析、機械的および行動的検査を通じて、遺伝子治療により変性した椎間板の構造的完全性と機能が回復し、動物の腰痛の兆候が軽減されたことを発見した。 「私たちは組織を再生し、痛みの一部の症状を抑制することができるこの独自の戦略を持っています」と共上級著者であり、オハイオ州立大学の生体医工学准教授であるデヴィナ・プルメスール・ウォルターは述べた。 学ぶべきことはまだたくさんありますが、この研究結果は、遺伝子治療が衰弱性腰痛の管理においてオピオイドに代わる効果的かつ長期的な代替手段となる可能性があることを示唆しています。 「これは実際に椎間板自体の治癒を促進する手術と同時に使用することができます」と共上級著者でオハイオ州立大学の生物医工学および神経外科の准教授であるナタリア・イギータ・カストロ氏は述べた。 「あなた自身の細胞が実際に働き、健康な状態に戻りつつあります。」 この研究は最近オンライン雑誌に掲載されました 生体材料。 以前の研究によると、腰痛症例の推定 40% は、衝撃を吸収し、脊椎に柔軟性を与えるクッション性のある椎間板の変性が原因であると考えられています。 また、手術中にヘルニアになった椎間板から膨らんだ組織を切り取ると通常は痛みが軽減されますが、椎間板自体は修復されません。椎間板は時間の経過とともに変性を続けます。 「破片を取り除くと、組織はパンクしたように減圧されます」とウォルター牧師は言う。 「病気の進行は続き、脊椎の機能にとって重要な圧力が失われるため、両側の他の椎間板に影響を及ぼします。臨床医はこれに対処する良い方法を持っていません。」 この新しい研究は、抗炎症物質を積んだ細胞外小胞と呼ばれるナノキャリアが、損傷したマウス肺の組織損傷を抑制することを1年前に報告した、ヒギータ・カストロ研究室の以前の研究に基づいている。 人工的に作られたキャリアは、人間の血流や体液中を循環し、細胞間のメッセージを運ぶ天然の細胞外小胞のレプリカです。 小胞を作成するために、科学者はドナー細胞に電荷を与えてその膜に一時的に穴を開け、外部から取得したDNAを内部に送り込み、特定のタンパク質に変換するとともに、さらに多くの機能的なタンパク質の製造を促す分子を送り込みます。 。 この研究では、積荷は組織の発生と成長に重要なFOXF1と呼ばれる「先駆者」転写因子タンパク質を生成する物質で構成されていた。 「私たちのコンセプトは発生を再現することです。FOXF1は発生中および健康な組織で発現しますが、加齢とともに減少します」とプルメッサー・ウォルター氏は語った。 「私たちは基本的に細胞をだまして、細胞が成長し、最も健康な状態にある発育状態に戻そうとしているのです。」 実験では、FOXF1ナノキャリアで治療した椎間板損傷マウスを、生理食塩水または模擬ナノキャリアを与えた損傷マウスおよび損傷のないマウスと比較した。 対照と比較して、遺伝子治療を受けたマウスの椎間板には多くの改善が見られました。水分を保持するタンパク質やその他のマトリックスタンパク質の生成により、組織がふっくらしてより安定し、これらすべてが可動域、耐荷重、柔軟性の促進に役立ちました。背骨の中で。 行動試験では、この治療法がマウスの痛みの症状を軽減することが示されたが、これらの反応は性別によって異なり、男性と女性では、評価対象の動きの種類に基づいて痛みに対する感受性のレベルが異なることが示された。 この研究結果は、免疫反応を引き起こすリスクがないため、これらの細胞外小胞療法を作成するために普遍的な成人ドナー細胞を使用することの価値を物語っていると研究者らは述べた。 遺伝子治療も理想的には、一度限りの治療、つまり継続的に与え続ける治療上の贈り物として機能するはずです。 「細胞の再プログラミングの考え方は、この転写因子を発現させると、細胞がより健康な状態に変換され、より健康な表現型を維持し続けるというものです。そして、その変換は通常は一時的なものではありません」とイギータ・カストロ教授は語った。 「したがって、理論的には、大幅な再投与が必要になるとは考えられません。」 椎間板の発達に寄与する他の転写因子の影響をテストするさらなる実験が今後も予定されています。 そして、この最初の研究では若い成体マウスを使用したため、研究チームは加齢に伴う変性をモデル化した高齢の動物で治療効果をテストし、最終的には腰に問題を発症することが知られている大型の動物を対象とした臨床試験も計画している。 デイビス医科大学心臓肺研究所の高度治療工学部長であり、オハイオ州立遺伝子治療研究所の中心教員であるイギータ・カストロ氏と、オハイオ州立脊椎研究所の研究者で脊髄研究所所長のプルメッサー・ウォルター氏工学部の治療学研究室は、この研究に資金を提供している国立衛生研究所の補助金の共同主任研究者です。 追加の共著者には、共著者であるシャーリー・タン、アナ・サラザール＝プエルタ、メアリー・ハイマン、カイル・クチンスキー、マリア・リンコン＝ベナビデス、ミア・コルドフスキー、ジリアン・ガンシュ、ルーシー・ボディン、カディ・ディオプ、コナー・ガント、サフダール・カーン、アンナ・ブラタシュ、オルガが含まれるコキコ・コクランさん、ジュリー・フィッツジェラルドさん、ベンジャミン・ウォルターさん、いずれもオハイオ州在住。 マウント・サイナイのアイカーン医科大学のダミアン・ローディエ氏。 とマンチェスター大学のジュディス・ホイランド氏。 オハイオ州は、痛みを伴う筋骨格系疾患を低侵襲に治療するための非ウイルス遺伝子治療に関する特許を申請した。 #遺伝子治療はマウスの腰痛を軽減し損傷した椎間板を修復します