Hogyan blokkolható a kokain-bánat a géntechnológiával megtervezett bőrgraftokkal

Minden kábítószer-függőség - legyen az alkohol, dohány, opioidok vagy illegális drogok - mint a kokain - olyan krónikus betegség, amely kényszeres kábítószer-kereső magatartást okoz az egyének számára, akik nehezen vagy lehetetlen kontrollálni, még akkor is, ha tisztában vannak a káros, gyakran halálos következmények.

A hosszú távú használat megváltoztatja az agyrégiók szerkezetét az ítélethez, a stresszhez, a döntéshozatalhoz és a viselkedéshez, ami egyre nehezebbé teszi a kábítószer-vágyak figyelmen kívül hagyását.

Doktori kutató vagyok a Chicagói Egyetem Ming Xu laboratóriumában, ahol a függőséget tanulmányozzuk azzal a céllal, hogy hatékony gyógyulást találjunk. Egy papírban Természettudományi technika egy új megközelítést írunk le, amelyet kifejlesztettünk és teszteltünk, amely gátolja a kokainkeresést egerekben, és valójában megvédi őket a nagy dózisoktól, amelyek egyébként halálosak lennének.

Hogyan lehet megállítani a génterápiát?

Az emberi májban és a vérben egy természetes enzim, amit butiril-kolinészteráznak nevezünk, amelyet BChE-ként rövidítünk. Ezen enzimek egyik feladata a kokain lebontása vagy metabolizálása inaktív, ártalmatlan összetevőkké. Valójában van még egy mutáns humán BChE (hBChE) is, amelyet genetikailag úgy terveztek meg, hogy jelentősen felgyorsítsa a kokain metabolizmusát. Ez a szuper mutáns enzim várhatóan a kokainfüggőség kezelésére szolgáló terápiává válik. Azonban az aktív enzim beadása a függőknek injekcióval és az enzim élõ állatokban való mûködtetése kihívást jelent.

Tehát ahelyett, hogy az enzimet adták az állatoknak, úgy döntöttünk, hogy olyan bőr őssejteket tervezünk, amelyek a BChE enzim génjét hordozták. Ily módon a bőrsejtek maguk is képesek lennének előállítani az enzimet és ellátni az állatot.

Vizsgálatunkban először a CRISPR génszerkesztő technikát használtuk az egér bőr őssejtjeinek szerkesztésére és a hBChE gén beépítésére. Ezek a mesterséges bőrsejtek a hBChE fehérje következetes és magas szintjeit termelték, amelyeket ezután szekretáltak. Ezután a laborban megnöveltük ezeket a megtervezett őssejteket, és lapos réteget hoztunk létre a bőrben, ami néhány napig tartott.

Miután a laborban termesztett bőr teljes volt, átültettük a gazdaszervezetbe, ahol a sejtek jelentős mennyiségű hBChE-t bocsátottak ki a vérbe több mint 10 hétig.

A hBChE-t a gazda egerek véráramába felszabadító genetikailag módosított bőrápolóval feltételeztük, hogy ha az egér kokainot fogyaszt, az enzim gyorsan feldarabolja a gyógyszert, mielőtt kiválthatja az agyban az addiktív öröm választ.

Lásd még: A kokainfüggőséget egy teljesen természetes magas is meghódíthatja

„Immunizálás” a kokain ellen

A kokain a dopamin szintjének az agyban történő emelésével jár, ami a jutalom és az eufória érzését eredményezi, ami a kábítószer nagyobb részének vágyát váltja ki.

Azok a állatok, akik a mesterséges bőrápolót kapták, gyorsabban tudták tisztítani a befecskendezett mennyiségű kokainot, mint a kontroll állatok. Agyuk is alacsonyabb dopaminszinttel rendelkezett.

Ezenkívül a hBChE-termelő sejtek bőrátültetései hatékonyan csökkenthetik a halálos túladagolások arányát 50% -ról nullára, amikor az állatokat magas, potenciálisan halálos kokaindózissal injektáltuk. Amikor az állatoknak halálos dózist kaptak, az összes kontrollállat meghalt, míg egyik olyan állat sem halt meg, amely a megtervezett bőrt kapta. Mintha a bőrápoló által előállított enzim immunizálta volna az egereket a kokain túladagolásával szemben.

Ezután értékeltük, hogy a hBChE-termelő sejtek védekezhetnek-e a kokainkeresés kialakulása ellen. Azokat az egereket használtuk fel, amelyeket arra tanítottunk, hogy felfedjék a kokain preferenciáit, több időt töltve a kokainban gazdag környezetben. Ugyanezen adagolási és képzési eljárások során a normális állatok előnyben részesítették a kokainot, míg a bőrápoló gazdaszervezetek nem mutattak ilyen preferenciát, jelezve, hogy a hBChE-sejtek bőrátültetése hatékonyan blokkolja a kokain által kiváltott jutalomhatást. Hasonló módon a bőrből származó hBChE hatékonyan és specifikusan megszakítja a kokainkeresés megismétlődését 25 napos visszavonás után.

Annak tesztelésére, hogy ez a génterápiás megközelítés emberben működik-e, az emberi bőrhöz hasonló szövetet termeltünk a CRISPR által genetikailag szerkesztett elsődleges bőr őssejtekből a hBChE előállításához.

Arra bátorítottuk, hogy a humán epidermális sejtek nagy mennyiségben hBChE-t termelnek a laborban és egerekben tenyésztett sejtekben. Ez arra utal, hogy a bőrgénterápia fogalma hatékony lehet a kokain-visszaélés és az emberek túladagolásának kezelésében a jövőben.

Az emberi megközelítéshez való hozzáigazítás ígéretes módja lehet a függőség blokkolásának. Először azonban elegendő bizonyítékkal kell rendelkeznünk, hogy kevés mellékhatással jól működik. Hasonlóképpen, az alkohol és a nikotin lebontó enzimekkel rendelkező bőrsejtek hatékony stratégiát jelenthetnek a két kábítószer függőségének és visszaélésének megfékezésére is.

Ezt a cikket eredetileg a Qingyao Kong The Conversation című kiadványában tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.