Eine von Forschern der Indiana University School of Medicine entwickelte Technologie, die Hautgewebe in Blutgefäße und Nervenzellen umwandeln kann, hat sich auch als vielversprechende Behandlung für traumatischen Muskelschwund erwiesen.
Die Gewebe-Nanotransfektion ist ein minimalinvasives Nanochip-Gerät, das die Gewebefunktion umprogrammieren kann, indem es einen harmlosen elektrischen Funken anlegt, um bestimmte Gene im Bruchteil einer Sekunde abzugeben.
Eine neue Studie, erschienen in npj Regenerative Medizin, erprobten auf Gewebe-Nanotransfektion basierende Gentherapie als Behandlung mit dem Ziel, ein Gen zu liefern, das bekanntermaßen ein wichtiger Treiber für Muskelreparatur und -regeneration ist. Sie fanden heraus, dass sich die Muskelfunktion verbesserte, wenn Gewebe-Nanotransfektion sieben Tage lang nach volumetrischem Muskelverlust bei Ratten als Therapie eingesetzt wurde. Es ist die erste Studie, die berichtet, dass die Gewebe-Nanotransfektionstechnologie zur Erzeugung von Muskelgewebe verwendet werden kann, und zeigt ihren Nutzen bei der Bekämpfung des volumetrischen Muskelverlusts.
Volumetrischer Muskelverlust ist der traumatische oder chirurgische Verlust von Skelettmuskeln, der zu einer Beeinträchtigung der Muskelkraft und -mobilität führt. Der betroffene Muskel ist nicht in der Lage, die Menge des verlorenen Gewebes zu regenerieren, erleidet einen erheblichen Funktionsverlust, wodurch die Lebensqualität beeinträchtigt wird. Ein 20-prozentiger Masseverlust kann zu einem bis zu 90-prozentigen Verlust der Muskelfunktion führen.
Gegenwärtige klinische Behandlungen für volumetrischen Muskelverlust sind Physiotherapie oder autologer Gewebetransfer (unter Verwendung des eigenen Gewebes einer Person), deren Ergebnisse vielversprechend sind, aber verbesserte Behandlungsschemata erfordern.
„Wir sind ermutigt, dass sich die Gewebe-Nanotransfektion als vielseitige Plattformtechnologie für die Genabgabe, Genbearbeitung und In-vivo-Gewebereprogrammierung entwickelt“, sagte Chandan Sen, Direktor des Indiana Center for Regenerative Medicine and Engineering, stellvertretender Vizepräsident für Forschung und angesehener Professor an der IU School of Medicine.
„Diese Arbeit beweist das Potenzial der Gewebe-Nanotransfektion in Muskelgewebe und eröffnet einen neuen Weg für die Verfolgung von Untersuchungen, die bei der Behandlung von traumatischem Muskelverlust helfen sollten. Wichtig ist, dass sie die Vielseitigkeit der Gewebe-Nanotransfektions-Technologieplattform in der regenerativen Medizin demonstriert.“
Sen leitet auch die wissenschaftliche Säule für regenerative Medizin und Ingenieurwissenschaften der IU Precision Health Initiative und ist Hauptautor der neuen Veröffentlichung.
Das Indiana Center for Regenerative Medicine and Engineering ist die Heimat der Gewebe-Nanotransfektionstechnologie für die Reprogrammierung von Gewebe in vivo, Genabgabe und Genbearbeitung. Bisher wurde die Gewebe-Nanotransfektion auch in Blutgefäß- und Nervengewebe erreicht. Darüber hinaus haben neuere Arbeiten gezeigt, dass topische Gewebe-Nanotransfektion eine zellspezifische Gen-Editierung von Hautwundengewebe erreichen kann, um den Wundverschluss zu verbessern.
Mehr Informationen:
Andrew Clark et al., Nanotransfektion von myogenem Gewebe verbessert die Wiederherstellung des Muskeldrehmoments nach volumetrischem Muskelverlust, npj Regenerative Medizin (2022). DOI: 10.1038/s41536-022-00259-y