改良的皮肤移植物迅速降解药物并减少寻求药物的行为

没有批准的药物来治疗可卡因成瘾或过量服用。频繁使用者往往对药物变得越来越不敏感,导致更强或更频繁的剂量。典型的结果是成瘾。即使经过长时间的弃权,接触药物或与药物相关的线索往往会导致复发。

在2018年9月17日出版的“ 自然生物医学工程”杂志上,芝加哥大学研究小组由麻风与重症护理教授Ming Xu博士和Ben May癌症研究部助理教授Xiaoyang Wu博士领导一种新颖的方法,能够扼杀对可卡因的渴望并防止过量服用 - 当在老鼠身上进行测试时。

Xu表示,研究人员拥有治疗过量和预防成瘾所必需的三个关键机制。

“我们有一种能够高效降解可卡因的有效酶,”他说。“我们使用CRISPR,这是一种基因工具,使我们能够在细胞内引入感兴趣的基因,而不会影响其他基因。最重要的是,我们的技术由我的同事吴晓阳开发,将转基因皮肤细胞重新置于免疫功能中。收件人。这给我们带来了很多麻烦。“

酶,丁酰胆碱酯酶(BChE)可以降解可卡因。但由于其半衰期短,将BChE直接注射到肌肉组织中的作用非常有限。

为了制作持久的BChE,作者从新生小鼠中收集了原代表皮基底祖细胞/干细胞。他们使用CRISPR将工程化的人BChE传递给细胞。

然后,他们使用由吴开发的技术来制备皮肤类器官并将它们移植回供体动物,在那里它们充当用于稳健表达和将hBChE分泌到血流中的贮库。这有效地保护了小鼠免受可卡因寻求和可卡因诱导的复发。它甚至可以防止暴露于均匀致死剂量的可卡因的小鼠死亡。

作者指出,皮肤基因治疗可以作为治疗非皮肤病的一种“安全有效的方法,包括药物滥用,以前没有探索过的情景”。“我们证明了工程化皮肤移植可以有效地在体内传递hBChE并防止可卡因寻求和过量使用的关键证据。”

这些干细胞被注射的小鼠很好地耐受。移植的皮肤细胞表现出正常的表皮分层,增殖和细胞死亡。

接受这些皮肤移植物的小鼠能够比正常小鼠更快地从血液中去除可卡因。他们能够承受100%未受保护的老鼠致死的可卡因过量。

经处理的小鼠比未经治疗的小鼠更不可能进入先前与可卡因使用相关的环境。然而,暴露于酒精的小鼠保留了对这种药物的学习喜爱。

“我们的研究表明,基因组编辑的皮肤干细胞的移植可用于在体内长期提供活性可卡因水解酶,”作者总结道。他们表明,表皮干细胞“可以成功地用于离体基因治疗,因为有效的遗传操作是可能的,风险最小。”

作者指出,皮肤移植方案已在临床上用于治疗烧伤,以及白癜风和皮肤遗传性疾病数十年。这些再生的皮肤移植物“稳定并且已被证明可以长期存活”。

在具有完整免疫系统的宿主小鼠中皮肤衍生的hBChE表达稳定超过10周而hBChE没有显着降低。这表明皮肤环境可能限制对hBChE的任何潜在免疫反应。

作者指出,这项研究中最老的小鼠现在已经12个月大,健康,这支持了皮肤基因治疗的可行性。“总之,我们的研究结果显示,皮肤基因治疗作为未来可卡因滥用的安全且具有成本效益的治疗选择具有前景。”

对于可卡因成瘾者或易患可卡因的人来说,这种方法可以减少吸毒并防止可卡因过量,从而可能使他们对进一步滥用可卡因“免疫”。这种基于皮肤细胞的方法可以用于治疗酒精,尼古丁和阿片类药物滥用和共同滥用。

需要有关可卡因成瘾和过量服用的创造性思考。根据2015年全国药物使用和健康调查,美国约有5%的年轻人(170万18至25岁的人)至少使用过一次可卡因。超过900,000名美国人依赖或滥用这种流行但非法的毒品。