By Nu har Salk forskare upptäckt att en kraftfull kombination av två experimentella behandlingar vänder cellulära och molekylära tecken på artros hos råttor såväl som i isolerade humana broskceller. Deras resultat publicerades i tidskriften Protein & Cell tidigare i veckan.
— Det som verkligen är spännande är att detta potentiellt är en terapi som kan översättas till kliniken ganska enkelt, säger Juan Carlos Izpisua Belmonte, huvudförfattare och professor i Salks genuttryckslaboratorium. ”Vi är glada över att fortsätta förfina denna lovande kombinationsterapi för mänskligt bruk.”
Påverkar 30 miljoner vuxna är artros den vanligaste ledsjukdomen i USA och dess prevalens förväntas öka under de kommande åren på grund av den åldrande befolkningen och ökande fetma. Sjukdomen orsakas av gradvisa förändringar i brosket som kuddar ben och leder. Under åldrande och repetitiv stress förändras molekyler och gener i cellerna i ledbrosket, så småningom leder till nedbrytning av brosk och överväxt av det underliggande benet, vilket orsakar kronisk smärta och stelhet.
Tidigare forskning hade pekat på två molekyler, proteinet alfa-klotho och genen TGF beta-receptorn 2 (TGFβr2), för att potentiellt behandla artros. αklotho verkar på nätet av molekyler som omger ledbroskceller, vilket håller denna extracellulära matris från nedbrytning. TGFβr2 verkar mer direkt på broskceller, stimulerar deras proliferation och förhindrar deras nedbrytning.
Medan var och en ensam hade endast måttligt hämmad artros i djurmodeller av sjukdomen, Izpisua Belmonte och hans kollegor undrade om de två tillsammans skulle agera mer effektivt i samförstånd.
— Vi tänkte att genom att blanda dessa två molekyler som fungerar på olika sätt, kanske vi kunde göra något bättre, säger Paloma Martinez-Redondo, en Salks postdoktor och medförste författare till den nya studien.
Forskarna behandlade unga råttor med artros med hjälp av virala partiklar som innehåller DNA-instruktionerna för att göra αKlotho och TGFβr2.
Sex veckor efter behandlingen hade råttor som hade fått kontrollpartiklar allvarligare artros i sina knän, och sjukdomen fortskrider från steg 2 till steg 4. Råttor som hade fått partiklar innehållande αKlotho och TGFβr2 DNA visade dock återhämtning av deras brosk: brosket var tjockare, färre celler dog och aktivt prolifererande celler var närvarande. Dessa djurs sjukdom förbättrades från steg 2 till steg 1, en mild form av artros och inga negativa biverkningar observerades.
— Från första gången vi testade den här kombinationen på några få djur såg vi en enorm förbättring, säger Isabel Guillen-Guillen, tidningens medförste författare. ”Vi fortsatte att kontrollera fler djur och se samma uppmuntrande resultat.”
Ytterligare experiment avslöjade 136 gener som var mer aktiva och 18 gener som var mindre aktiva i broskcellerna hos behandlade råttor jämfört med kontrollråttor. Bland dessa fanns gener involverade i inflammation och immunsvar, vilket tyder på vissa vägar genom vilka kombinationsbehandlingen fungerar.
För att testa kombinationens tillämplighet på människor behandlade gruppen isolerade humana ledbroskceller med αKlotho och tGfβr2. Nivåerna av molekyler som är involverade i cellproliferation, extracellulär matrisbildning och broskcellsidentitet ökade alla.
Forskargruppen planerar att utveckla behandlingen ytterligare, bland annat undersöka om lösliga molekyler av αKloTo och TGFβr2-proteiner kan tas direkt, snarare än administreras via virala partiklar. De kommer också att undersöka om kombinationen kan förhindra utvecklingen av artros innan symtomen utvecklas.
