Las personas con diabetes tienen un mayor riesgo de fracturarse un hueso que la población general. Y si se rompen una, también se demora más de lo normal en sanar.
en la edición de marzo de Biomateriales , Henry Daniell, Shuying Sheri Yang, y colegas de la Facultad de Medicina Dental de Penn comparten hallazgos prometedores de un modelo animal en el que un fármaco de proteínas cultivado en plantas aceleró la curación de una fractura ósea. El trabajo, que utilizó la proteína insulina-como el factor de crecimiento-1 IGF-1, mostró que un medicamento administrado por vía oral y estable en plantas de lechuga podría estimular el crecimiento de las células de construcción ósea y promover la regeneración ósea.
"Es sorprendente cómo una proteína impactó la curación de la fractura", dice Daniell, autor correspondiente en el artículo. "El medicamento actual para pacientes diabéticos con fractura requiere inyecciones repetitivas y visitas al hospital y, como resultado, el cumplimiento del paciente es bajo. Aquí dimosuna droga oral una vez al día y vimos que la curación se aceleró mucho "
"La curación de fracturas es un problema de salud importante, especialmente para pacientes con diabetes", dice Yang, coautor del artículo correspondiente. "Tienden a reducir la reparación ósea y aumentar el riesgo de fracturas, presentando un desafío de tratamiento. Entregar este nuevo ser humanoIGF-1, aunque comer lechuga es eficaz, fácil de administrar y una opción atractiva para los pacientes. El estudio proporciona una opción terapéutica nueva e ideal para la fractura diabética y otras enfermedades musculoesqueléticas ".
El estudio empleó la plataforma de producción de drogas a base de plantas que Daniell ha desarrollado durante muchos años, lo que implica introducir una proteína de interés en las células de la planta, lo que los llevó a comenzar a expresar ese gen en sus células, y finalmente producir esa proteína en sus hojas quese puede cosechar y usar en una terapia oral.
En este caso, el objetivo era un nuevo IGF-1, una proteína importante para la salud ósea y muscular. Se sabe que los niveles más bajos de IGF-1 en la sangre están asociados con un mayor riesgo de fracturarse un hueso.
Desde un trabajo anterior centrado en la distrofia muscular realizada con la ex miembro de la facultad de Medicina Dental Penn Elizabeth Barton, ahora en la Universidad de Florida, los investigadores creían que una forma particular de IGF, un precursor de la proteína que incluye un componente separado conocido comoEs probable que el péptido e estimule mejor la regeneración que el IGF-1 maduro que carecía del péptido. El IGF1 actual utilizado en la clínica no solo carece del péptido e sino que también está glicosilado, una forma menos activa.
El equipo utilizó métodos que Daniell ha refinado para expresar altamente la versión humana de IGF-1 en las hojas de las plantas y eliminar el gen de resistencia a los antibióticos que se utiliza para seleccionar las plantas que cultivan la proteína objetivo, pasos cruciales para preparar una terapia para la clínicauso. Emparejaron la proteína precursora IGF-1 con otra proteína, CTB, que ayuda a transportar las proteínas fusionadas del tracto digestivo al torrente sanguíneo.
Después de cultivar las plantas de lechuga transgénicas, se liofilizaron y pulverizaron las hojas, confirmando que el producto era estable en almacenamiento durante casi tres años.
"Fundamental para todos estos proyectos es que queremos que la entrega de este medicamento sea asequible, cómoda y posible en casa", dice Daniell.
Tanto en células humanas como de ratón, los investigadores demostraron que el fármaco derivado de plantas causaba que una variedad de tipos de células, incluidas las células de tejido oral y los osteoblastos, o células de construcción ósea, crecieran y se diferenciaran, o se dividieran para formar una variedadde diferentes tipos de células.
Pasando a continuación para investigar la actividad de la droga en modelos animales, los investigadores inicialmente mostraron que alimentar a los ratones con el producto a base de plantas hacía que aumentaran sus niveles de IGF-1. Y finalmente, en un modelo de ratón diabético, descubrieron que alimentarloa los animales mejoró el volumen óseo, la densidad y el área, signos de un proceso de curación más robusto.
"Esperamos encontrar socios para avanzar en este trabajo ya que hay muchas personas con diabetes que podrían beneficiarse de una terapia como esta", dice Daniell.
En el trabajo futuro, los investigadores esperan continuar desarrollando el IGF-1 de cultivo de plantas para trasladarlo a la clínica, no solo para la curación de fracturas óseas sino también para otros problemas musculoesqueléticos, incluida la osteoporosis y la regeneración ósea después del cáncer.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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