Gemanipuleerd kraakbeen geeft anti-inflammatoir geneesmiddel af

Onderzoekers zijn erin geslaagd bio-artificieel kraakbeenweefsel te ontwikkelen dat reageert op mechanische belasting met de afgifte van een anti-inflammatoir geneesmiddel. Volgens de onderzoekers is dit een mogelijke nieuwe oplossing voor langetermijnafgifte van geneesmiddelen in vivo. Op dit moment zijn er geen ziektemodulerende middelen voor osteoartritis beschikbaar, waardoor mogelijk het hele aangedane gewricht vervangen moet worden.

In tegenstelling tot preklinische data bleken de resultaten van klinische studies met interleukine 1-receptorantagonisten (IL1-Ra) bij osteoartritis negatief, wat suggereert dat een lange, gecontroleerde afgifte van IL1-Ra nodig is om werkzaam te zijn. Mechanotherapeutica kunnen dit mogelijk oplossen, waarbij mechanische prikkels of veranderingen in aangedaan weefsel een therapeutische respons bewerkstelligen. De onderzoekers manipuleerden kraakbeencellen zodanig dat deze op mechanische belasting van een gewricht reageren met de afgifte van IL1-Ra.

Zij gebruikten kraakbeencellen van varkens om na te gaan hoe de mechanische belasting plaatsvindt, welke pathways een rol spelen en welke genen geactiveerd worden. Zij vonden dat het ionkanaal TRPV4 een belangrijke rol speelt; dit kanaal wordt geactiveerd bij osmotische stress en speelt een grote rol bij de mechanogevoeligheid van onder andere kraakbeen. Vervolgens bepaalden zij welke regulatoire netwerken van genen en signaling pathways getriggerd worden door activatie van TRPV4 en identificeerden zij verschillende mechanogevoelige transcriptiefactoren.

Hiermee was het mogelijk synthetische gencircuits te ontwikkelen die reageren op mechanische activatie van TRPV4 met de productie van IL1-Ra. De onderzoekers concluderen dat deze strategie een raamwerk kan zijn voor het programmeren van cellen om geneesmiddelen af te geven voor verschillende aandoeningen.