雖然抗炎藥可以用來(lái)解決骨關(guān)節(jié)炎等病癥，但目前的給藥方法存在缺點(diǎn)，包括需要定期注射或這些藥物會(huì)影響整個(gè)身體。華盛頓大學(xué)（圣路易斯）醫(yī)學(xué)院的新研究可以解決這些缺點(diǎn)，通過(guò)一種工程化的“智能軟骨”，當(dāng)關(guān)節(jié)受到機(jī)械壓力時(shí)，軟骨會(huì)分泌一種抗炎藥。

骨關(guān)節(jié)炎等退行性病癥和類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等自身免疫性病癥引起的關(guān)節(jié)炎癥是痛苦的、衰弱的、難以治療的。目前有一些藥物可以緩解炎癥和腫脹，使患者的生活變得更輕松，盡管在如何使用這些藥物方面還有很大的改進(jìn)空間。

例如，Anakinra（阿那白滯素）是一種用于治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物，但使用者每次使用時(shí)都需要更換注射部位，同時(shí)也帶來(lái)了肺炎或過(guò)敏反應(yīng)等感染風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)緩釋微膠囊甚至水凝膠，可以注射并在機(jī)械力的作用下釋放藥物，科學(xué)家們?cè)谶@一領(lǐng)域取得了可喜的進(jìn)展，而最新的研究塑造了另一個(gè)令人興奮的進(jìn)步。

它與上述的水凝膠有一些相似之處，因?yàn)樗辉O(shè)計(jì)成只有當(dāng)關(guān)節(jié)受到機(jī)械壓力時(shí)才會(huì)釋放藥物，比如膝蓋的彎曲。這被認(rèn)為是一種解決骨關(guān)節(jié)炎不適的方法，尤其是骨關(guān)節(jié)炎，這些類(lèi)型的常規(guī)動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致疼痛，使日常生活變得困難。

科學(xué)家們首先研究了從豬身上提取的軟骨細(xì)胞，并能夠在這些細(xì)胞中識(shí)別出對(duì)壓力作出反應(yīng)的關(guān)鍵途徑，以及軟骨中對(duì)機(jī)械負(fù)荷作出反應(yīng)而開(kāi)啟的基因回路。然后，他們轉(zhuǎn)向基因工程，創(chuàng)造這些細(xì)胞的版本，這些細(xì)胞不僅僅是通過(guò)驅(qū)動(dòng)炎癥來(lái)應(yīng)對(duì)壓力，而是作為這個(gè)過(guò)程的一部分產(chǎn)生藥物anakinra。

“我們改變了細(xì)胞中的DNA片段，以告訴它們?cè)诟惺艿截?fù)荷時(shí)做一些與正常不同的事情，”高級(jí)研究員Farshid Guilak說(shuō)。“也就是說(shuō)，要制造一種抗關(guān)節(jié)炎的藥物。”

這些實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的，科學(xué)家們模擬關(guān)節(jié)的機(jī)械應(yīng)力，用細(xì)小的玻璃吸管壓縮細(xì)胞，使它們釋放出抗炎藥物作為回應(yīng)。正如Guilak所解釋的那樣，以這種方式輸送藥物，可以將其滴入受影響的關(guān)節(jié)中，以對(duì)抗炎癥的產(chǎn)生，可以使其更加有效。

“這種藥物似乎并不奏效，除非它連續(xù)使用多年，這可能是為什么它在涉及骨關(guān)節(jié)炎患者的臨床試驗(yàn)中效果不佳，”他說(shuō)。“在實(shí)驗(yàn)室的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，我們使用了我們?cè)O(shè)計(jì)的軟骨細(xì)胞中現(xiàn)有的信號(hào)系統(tǒng)，以便它們?cè)谛枰臅r(shí)候釋放藥物。在這里，我們正在使用合成生物學(xué)來(lái)創(chuàng)建一種人工細(xì)胞類(lèi)型，我們可以通過(guò)編程來(lái)響應(yīng)我們希望它響應(yīng)的東西。”

除了避免定期注射和提高藥物的有效性之外，這種方法還可以否定許多由長(zhǎng)期交付驅(qū)動(dòng)的副作用，其中包括脫發(fā)，疲勞和胃痛。令人充滿(mǎn)希望的是，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該技術(shù)可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)科學(xué)的其他地方。

“我們可以創(chuàng)建自動(dòng)產(chǎn)生止痛藥物，抗炎藥或生長(zhǎng)因子的細(xì)胞，使軟骨再生，”Guilak說(shuō)。“我們認(rèn)為，這種策略可以成為一個(gè)框架，用于做我們可能需要做的事情，即對(duì)細(xì)胞進(jìn)行編程，以提供治療方法來(lái)應(yīng)對(duì)各種醫(yī)療問(wèn)題。”

該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
責(zé)編AJX