Weefsel-nanotransfectietechnologie blijkt nuttig bij niet-virale topische genbewerking om complexe huidwonden te sluiten

Het Indiana Center for Regenerative Medicine and Engineering (ICRME) aan de Indiana University School of Medicine is de thuisbasis van weefsel-nanotransfectie (TNT) regeneratieve geneeskundetechnologie die functionele herprogrammering van weefsel in het levende lichaam bereikt. Vorig jaar publiceerden ICRME-onderzoekers op hoe de TNT 2.0 siliciumchiphardware te vervaardigen in Natuurprotocol. Nu toont hun onderzoek voor het eerst aan dat TNT kan dienen als een niet-viraal, actueel apparaat voor het bewerken van genen.

TNT is een minimaal invasief apparaat dat de weefselfunctie in het levende lichaam kan herprogrammeren door pulsen van onschadelijke, elektrische vonken toe te passen om specifieke genen van belang aan de huid te leveren.

“TNT-gebaseerde levering kan celspecifieke genbewerking bereiken”, zei corresponderende auteur Chandan K. Sen, Ph.D., de J. Stanley Battersby-leerstoel en onderscheiden hoogleraar chirurgie, directeur van de ICRME aan de IU School of Medicine en uitvoerend directeur van het Indiana University Health Comprehensive Wound Care Center. “Je huid heeft duizenden genen en in chronische wonden worden veel belangrijke genen tot zwijgen gebracht door DNA-methylatie. Op TNT gebaseerde technologie voor het bewerken van genen kan die barrière verwijderen.”

In deze studie werd genoombrede methylering waargenomen in het chronische wondweefsel van patiënten. Dit werd gereproduceerd in een experimenteel muizenmodel. Op TNT gebaseerde, celspecifieke genbewerking heeft de wondgenezing gered. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in de Tijdschrift voor klinisch onderzoek.

Eerdere TNT-toepassingsstudies rapporteerden over de redding van gewonde benen, diabetische neuropathie, verbrijzelde zenuwen en de door een beroerte aangetaste hersenen. Dit is de eerste keer dat promotormethylering van genen wordt erkend als een kritische barrière voor wondgenezing. In deze studie ontdekten ICRME-onderzoekers dat P53-methylatie en gen-uitschakeling een kritische barrière is voor cutane wondepitheel-naar-mesenchymale overgang (EMT), een mechanisme dat nodig is om huidwonden te sluiten. Op TNT gebaseerde niet-virale keratinocyt-specifieke demethylering van het P53-gen redde EMT en bereikte wondsluiting.

Chronische wonden kunnen leiden tot ernstige en soms levensbedreigende complicaties door een overvloed aan stervend en necrotisch weefsel, zoals cellulitis, amputatie van de onderste ledematen en sepsis. Het behandelen van chronische wonden kost het Amerikaanse gezondheidszorgsysteem naar schatting $ 28 miljard per jaar, wat de noodzaak vergroot om nieuwe behandelingen te testen om amputatie te voorkomen, levens te redden en de kosten van de gezondheidszorg te verlagen.

“Geïnspireerd door observaties bij chronische wondpatiënten, heeft dit werk een belangrijke mijlpaal bereikt die de noodzaak benadrukt om genen op de plaats van de wond tot zwijgen te brengen”, zegt eerste auteur Kanhaiya Singh, Ph.D., assistent-professor chirurgie en een onderzoeker aan de ICRME.