Los científicos descubren un nuevo objetivo de tratamiento para la degeneración del cartílago de la rodilla similar a la osteoartritis



Actualmente no existe una cura para la osteoartritis, pero un grupo de científicos cree haber descubierto un método mediante el cual una simple inyección en la rodilla podría potencialmente detener los efectos de la enfermedad. Estos investigadores demostraron que podían apuntar a una vía de proteína específica en ratones, ponerla en marcha y detener la degeneración del cartílago con el tiempo. Sobre la base de ese hallazgo, pudieron demostrar que el tratamiento de ratones con degeneración del cartílago de la rodilla inducida por cirugía a través de la misma vía a través del estado del arte de la nanomedicina podría reducir drásticamente la degeneración del cartílago y el dolor de rodilla. Estos hallazgos fueron publicados en Ciencia Medicina Traslacional.

Nuestro laboratorio es uno de los pocos en el mundo que estudia la señalización del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) en el cartílago y, desde el principio, hemos descubierto que la deficiencia o inactivación de EGFR acelera la progresión de la osteoartritis en ratones. Por lo tanto, propusimos que su activación podría usarse para tratar la osteoartritis, y en este estudio, hemos demostrado por primera vez que activarla en exceso dentro de la rodilla bloquea la progresión de la osteoartritis “.

Ling Qin, PhD, Profesor Asociado de Cirugía Ortopédica, Facultad de Medicina Perelman, Universidad de Pennsylvania

Qin explicó que las pruebas de otros laboratorios que funcionan con EGFR han obtenido resultados “confusos y controvertidos”. Pero el laboratorio de Qin ha encontrado consistentemente los vínculos entre la osteoartritis y las deficiencias de EGFR, que formaron la base de su hipótesis.

Los investigadores compararon ratones típicos con aquellos que tenían una molécula que se unía al EGFR, llamada ligando, que estaba sobreexpresada en los condrocitos, los componentes básicos del cartílago. Esta sobreexpresión impulsa la sobreactivación de la señalización de EGFR en el cartílago de la rodilla. Al examinarlos, se descubrió que los ratones con HBEGF (el ligando EGFR) sobreexpresado tenían cartílago agrandado constantemente, lo que significa que no se estaba desgastando como los ratones que tenían actividad EGFR normal. Además, cuando estos ratones envejecieron hasta la edad adulta, su cartílago era resistente a la degeneración y otras características de la osteoartritis, incluso si el menisco de la rodilla estaba dañado.

Para demostrar aún más que el EGFR sobreactivado era la razón de la resistencia de los ratones, los investigadores encontraron que los tratamientos con gefitinib, que están diseñados para bloquear la función EFGR, eliminaron la protección contra la degeneración del cartílago.

Con todo este conocimiento adquirido, los investigadores se centraron en posibles soluciones de tratamiento clínico. En una nueva serie de pruebas, crearon nanoterapéuticos uniendo un potente ligando EGFR, factor de crecimiento transformante alfa, en nanopartículas sintéticas, para inyectar en ratones que ya tenían daños en el cartílago de las rodillas.

“Los ligandos EGFR libres tienen una vida media corta y no pueden retenerse dentro de una cápsula articular debido a su pequeño tamaño”, explicó Zhiliang Cheng, PhD, profesor asociado de investigación en Penn Engineering y otro de los coautores correspondientes del artículo. . “Las nanopartículas ayudan a protegerlas de la degradación, las restringen dentro de la articulación, reducen la toxicidad fuera del objetivo y las transportan profundamente dentro del cartílago denso para llegar a los condrocitos”.

Cuando a los ratones se les inyectaron estos nanoterapéuticos, los investigadores vieron que disminuían la degeneración del cartílago y el endurecimiento de los huesos, además de aliviar el dolor de rodilla. Tampoco se observaron efectos secundarios importantes en los ratones que fueron tratados.

“Si bien muchos de los aspectos técnicos de esta aplicación aún deben resolverse, la capacidad de detener o ralentizar el curso de la osteoartritis con una inyección en lugar de una cirugía cambiaría drásticamente cómo nos sentimos y funcionamos a medida que envejecemos y después de una lesión”, dijo uno de los coautores del estudio, Jaimo Ahn, MD, PhD, ex miembro de la facultad de Penn Medicine, ahora jefe de trauma ortopédico y presidente asociado de cirugía ortopédica en la Universidad de Michigan.

Es probable que el tratamiento esté dentro de algún tiempo para los pacientes humanos, pero las nanopartículas utilizadas ya han sido probadas clínicamente y consideradas seguras, lo que facilita su rápida traducción al uso clínico.

“Existe una gran necesidad médica no satisfecha de un fármaco para la osteoartritis que modifique la enfermedad”, dijo Qin. “En el futuro, optimizaremos el diseño del fármaco y lo probaremos en animales grandes antes de pasar a los ensayos clínicos. Esperamos que nuestra investigación pueda conducir a un fármaco novedoso que mejorará la salud y el bienestar de más de 27 millones de pacientes con osteoartritis. en los Estados Unidos.”

Fuente:

Referencia de la revista:

Wei, Y., et al. (2021) Orientación a la vía EGFR del cartílago para el tratamiento de la osteoartritis. Medicina traslacional de la ciencia. doi.org/10.1126/scitranslmed.abb3946.

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