使用tbp功能化的NP递送系统靶向受伤肌腱
利用纳米颗粒将药物精确地输送到手术修复的肌腱上是一种很有前途的新方法，可以减少疤痕组织的形成并改善机械功能。研究人员成功地在细胞水平上确定了一种体内药物治疗方法，这被证明是一种高效的递送方法，可用于治疗其他损伤。他们的研究发表在《科学进展》杂志上。
无论是职业足球运动员亚伦·罗杰斯在赛季结束时的跟腱断裂，还是日常的工作事故，肌腱损伤都很常见，而且可能会改变生活。他们每年需要30万次手术，经常导致工作时间的损失和身体功能的永久性损害。
通常情况下，创伤性肌腱损伤通过手术缝合修复，但由于肌腱的愈合倾向与疤痕组织一起限制了肌腱的运动和功能，因此通常会影响最佳愈合。
罗切斯特大学和俄勒冈大学的研究人员结合了他们在肌腱细胞生物学和药物输送系统方面的专业知识，找到了一种更好的方法来提供治疗，可以减少疤痕组织，促进愈合。
罗彻斯特大学肌肉骨骼研究中心副教授AlaynaLoiselle博士说:“尽管肌腱损伤的数量很多，结果往往很差，但很少有有效的药物方案来帮助肌腱愈合过程。”
口服或注射全身性药物治疗显示肌腱归巢不良;在某些情况下，只有不到1%的全身药物到达愈合肌腱。直接对肌腱进行局部给药也有缺点，包括注射可能造成组织损伤，以及对受伤点的药物浓度控制不力。”
罗切斯特大学生物医学工程博士生EmmanuelaAdjei-Sowah说:“我们希望从单独使用缝合转向结合治疗。”在过去的几年里，她一直与合著者Loiselle、DanielleS.W.Benoit博士和其他人一起开发纳米颗粒输送系统，以改善肌腱损伤的愈合。“多组学和纳米颗粒给药技术的进步为治疗开辟了新的可能性。”
研究人员面临的挑战是确定哪些物质可以帮助肌腱愈合。
愈合过程的分子“地图”绘制了一条新的治疗路径
“驱动疤痕介导的肌腱愈合的基本细胞和分子机制才刚刚开始被明确定义，”Loiselle说。“我们之前的工作使用空间转录组分析来定义愈合肌腱的分子图谱。在对这些数据的后续分析中，我们发现损伤部位的区域有高水平的Acp5基因表达，这既令人惊讶又令人兴奋。”
Acp5基因产生一种叫做酒石酸抗性酸性磷酸酶(TRAP)的蛋白质;这两种情况都发生在受伤的骨骼恢复和重建过程中。高TRAP活性的愈合肌腱允许研究人员使用与TRAP结合的肽将药物直接输送到愈合肌腱部位。
“虽然Benoit的实验室以前使用TRAP结合肽纳米颗粒(TBP-NP)靶向药物递送到骨骼，但在愈合肌腱中高TRAP活性开辟了一个全新的研究方向，”Loiselle说。
在开始治疗药物的研究之前，该团队完成了一系列剂量和时间研究，使用屈肌腱完全横断和手术修复的小鼠模型，以确定他们的药物输送系统可以最有效地靶向愈合肌腱的窗口。
Benoit说:“确定一个最佳的治疗窗口对于成功开发一种创新和有效的药物输送系统至关重要，该系统通过促进更多的再生而不是纤维化的愈合级联来改善肌腱愈合。”Benoit是LorryLokey系主任和俄勒冈大学生物工程系教授。
“此外，通过定义这种药物输送系统的最佳治疗窗口，我们可以减轻通常伴随高剂量或多次剂量而产生的不良副作用，这些副作用是实现组织中足够的药物积累所必需的。”
作为一种治疗方法，研究小组选择了抑制Sa4的奈洛沙胺，这是一种Loiselle的实验室已经确定有助于疤痕形成的蛋白质。Loiselle实验室之前的工作表明，基因敲除Sa4改善了小鼠肌腱愈合模型的机械和功能结果。
Sa4与许多组织的瘢痕形成有关，包括肝、心、肺和口腔粘膜下层;Loiselle发现它会使肌腱愈合复杂化，这为他们的研究提供了一个治疗目标，他们使用trap结合肽纳米颗粒药物输送系统来精确地影响受伤的肌腱。
作为比较，他们系统地给药;它确实略微减少了愈合肌腱中Sa4的数量，但对愈合过程没有有益的影响。相比之下，使用纳米颗粒系统递送相同剂量的氯硝柳胺导致愈合肌腱中Sa4mRNA和蛋白质水平的强烈抑制。
这种靶向给药方法也显著有利于肌腱愈合过程。在短期和长期时间点上，TBP-NP递送的尼洛沙胺改善了运动功能范围的恢复，并增加了愈合肌腱的机械完整性。重要的是，这些持续的效果只发生在一次治疗中。
研究人员将继续他们的工作，以确定该系统在其他肌腱损伤和疾病以及其他导致瘢痕形成的组织损伤中的应用范围。
“这个系统的美妙之处在于，它可以装载不同种类的药物，针对不同的分子过程或途径，”阿杰-索瓦说。
