Kako lahko kokain Cravings blokira z gensko inženirstva Grafts kože

Odvisnost od katere koli droge - pa naj gre za alkohol, tobak, opioide ali prepovedane droge, kot je kokain - je kronična bolezen, ki povzroči kompulzivno vedenje, ki je težko ali nemogoče nadzorovati posameznike, tudi ko se zavedajo škodljivega, pogosto smrtonosne posledice.

Dolgoročna uporaba spreminja strukturo možganskih regij, povezane s presojo, stresom, odločanjem in vedenjem, zaradi česar je vse težje prezreti lakote.

Sem podoktorski raziskovalec v laboratoriju Ming Xu na Univerzi v Chicagu, kjer študiramo zasvojenost, s ciljem najti učinkovito zdravilo. V papirju Naravna biomedicinska tehnika opisujemo nov pristop, ki smo ga razvili in preizkusili, ki blokira iskanje kokaina pri miših in jih dejansko ščiti pred visokimi odmerki, ki bi bili sicer smrtonosni.

Kako lahko genska terapija ustavi odvisnost?

Prisotna v človeških jeter in krvi je naravni encim, imenovan butirilkolinesteraza, ki ga skrajšamo kot BChE. Ena od delovnih nalog tega encima je razgradnja ali presnova kokaina v neaktivne, neškodljive sestavine. Dejansko obstaja celo mutantni človeški BChE (hBChE), ki je bil gensko spremenjen, da bi močno pospešil presnovo kokaina. Ta super mutantni encim naj bi postal terapija za zdravljenje odvisnosti od kokaina. Vendar je dovajanje aktivnega encima odvisnikom z injiciranjem in ohranjanje delovanja tega encima v živih živalih izziv.

Zato smo se namesto, da bi dajali encim živalim, odločili, da izdelamo matične celice, ki so nosile gen za encim BChE. Tako bi lahko kožne celice same proizvajale encim in oskrbovale žival.

V naši študiji smo najprej uporabili tehniko za urejanje genov CRISPR, da bi uredili matične celice mišje kože in vključili gen hBChE. Te inženirske kožne celice so proizvajale dosledne in visoke ravni proteina hBChE, ki so ga nato izločale. Nato smo v laboratoriju vzgojili te inženirske matične celice in ustvarili ravno plast kožnega tkiva, ki je trajala nekaj dni.

Ko je koža v laboratoriju narasla, smo jo presadili v živali, kjer so celice sproščale večje količine hBChE v kri več kot 10 tednov.

Z gensko spremenjenim presadkom kože, ki sprošča hBChE v krvni obtok gostiteljskih miši, smo domnevali, da če bi miš uporabil kokain, bi encim hitro razsekal zdravilo, preden bi lahko sprožil odziven užitek v možganih.

Glej tudi: odvisnost od kokaina lahko osvoji popolnoma naravna visoka

»Imunizacija« proti kokainu

Kokain deluje tako, da zvišuje raven dopamina v možganih, kar povzroča občutek nagrajevanja in evforije, ki sprožita hrepenenje po večji količini zdravila.

Živali, ki so prejele inženirski kožni cepič, so lahko očistile vbrizgane količine kokaina hitreje kot kontrolne živali. Tudi njihovi možgani so imeli nižjo raven dopamina.

Poleg tega kožni presadki celic, ki proizvajajo hBChE, lahko učinkovito zmanjšajo hitrost prekomernih odmerkov s 50% na nič, ko so bile živali injicirane z visoko, potencialno smrtonosno dozo kokaina. Ko so živali dobile smrtonosni odmerek, so vse kontrolne živali umrle, medtem ko nobena žival, ki je prejela inženirsko kožo, ni umrla. Kot da je encim, ki ga je povzročil kožni cepič, imuniziral miši proti prevelikemu odmerku kokaina.

Potem smo ocenili, ali lahko celice, ki proizvajajo hBChE, ščitijo pred razvojem iskanja kokaina. Uporabili smo miši, ki so bili usposobljeni, da razkrijejo svojo naklonjenost kokainu, tako da več časa preživijo v okolju, bogatem s kokainom. V istih postopkih odmerjanja in usposabljanja so normalne živali pridobile prednost kokainu, medtem ko živali gostiteljice s presadkom kože niso pokazale takšne preference, kar kaže, da presadek kože hBChE celic učinkovito blokira učinek nagrajevanja, ki ga povzroča kokain. Na podoben način, hBChE, pridobljen s kožo, učinkovito in specifično moti ponovitev iskanja kokaina po 25 dneh umika.

Da bi preverili, ali bo ta pristop za gensko terapijo deloval pri ljudeh, smo zrasli človeško kožo podobnega tkiva iz primarnih matičnih celic kože, ki jih je gensko spremenil CRISPR, da bi omogočili proizvodnjo hBChE.

Spodbudili so nas, da ugotovimo, da so pridobljene človeške epidermalne celice proizvajale velike količine hBChE v celicah, kultiviranih v laboratoriju in pri miših. To nakazuje, da je lahko koncept genske terapije na koži učinkovit pri zdravljenju zlorabe kokaina in prevelikega odmerjanja pri ljudeh v prihodnosti.

Prilagajanje tega pristopa za ljudi je lahko obetaven način za blokiranje zasvojenosti. Najprej pa moramo imeti dovolj dokazov, da dobro deluje z nekaj stranskimi učinki. Podobno lahko inženirske kožne celice z encimi, ki razgrajujejo alkohol in nikotin, predstavljajo učinkovito strategijo za obvladovanje odvisnosti in zlorabe teh dveh zdravil.

Ta članek je bil prvotno objavljen na The Conversation by Qingyao Kong. Preberite izvirni članek tukaj.