RIT-professor modtager bevilling til at forske i nye terapeutiske tilgange til sklerodermi

RIT-professor modtager bevilling til at forske i nye terapeutiske tilgange til sklerodermi

Mere kollagen i den menneskelige krop er ikke altid en god ting, og Karin Wuertz-Kozak studerer, hvordan sygdomme udvikler sig på grund af stigninger i dette vigtige protein.

Wuertz-Kozak modtog for nylig mere end $400.000 fra Congressional Directed Medical Research Program (CDMRP) for at undersøge nye terapeutiske tilgange til sklerodermi, en kronisk autoimmun sygdom, der involverer overproduktion af kollagen, også kendt som fibrose.

Kollagen er et af de vigtigste matrixproteiner i din krop. Og selvom kollagentab har været forbundet med adskillige sygdomme, har overproduktion af kollagen også negative virkninger, såsom dem, der ses ved sklerodermi."

Karin Wuertz-Kozak, Kate Gleason-begavet professor, biomedicinsk ingeniørafdeling, Rochester Institute of Technology

CDMRP er et finansieringsinitiativ fra det amerikanske forsvarsministerium til at transformere sundhedsvæsenet og fremme nye behandlingsalternativer. Wuertz-Kozak er det første fakultetsmedlem på RIT, der bliver finansieret gennem dette initiativ, og hun vil arbejde sammen med Benjamin Korman, en læge og assisterende professor i allergi/immunologi og reumatologi ved University of Rochester Medical Center, for at udvikle nye testmodeller og behandlingsmuligheder.

Sklerodermi er ikke let at diagnosticere, og til dato er der begrænsede behandlinger for denne fremadskridende sygdom, som forårsager hærdning og opstramning af huden og begrænset bevægelse. Det kan også påvirke andre organer såsom lungerne, hvor fibrose og ardannelse hæmmer vejrtrækningen.

Wuertz-Kozak og hendes team vil udvikle 3D-hudmodeller, der kan bruges til at simulere og evaluere debut, progression og behandling af en fibrotisk sygdom ved hjælp af en banebrydende teknologi kaldet elektrospinning. Denne proces involverer at påføre en højspænding til en polymeropløsning, hvilket skaber bittesmå fibre i nanoskala. Det akkumulerede materiale på en jordet samleplade ligner naturlige kollagenfibre.

"Ved at variere denne proces og de valgte polymerer kan du skabe nanofiberkonstruktioner, der simulerer forskellige vævstyper," sagde hun. "Vi startede dette for at have et mere omkostningseffektivt og kontrollerbart high-throughput hudtestsystem, der kan bruges som et alternativ til dyreforsøg. Til vores hudmodel kombinerer vi klassisk elektrospinning med kryogen elektrospinning for at skabe to-lags vævskonstruktioner, der simulerer den tætte struktur af epidermis og den mere fluffige struktur af dermis."

Det overordnede projekt har flere aspekter. Den første involverer udviklingen af ​​en model af fibrotisk hud ved hjælp af denne dobbeltlagsteknik. For at inducere overproduktion af kollagen kræver hudceller, der er podet i disse vehikler, yderligere stimuli, såsom behandling med vækstfaktoren TGF-beta og eksponering for serum fra sklerodermipatienter, forklarede hun.

I anden del af projektet bliver Würtz-Kozaks uddannelse som farmaceut tydelig. Inden hun kom til RIT, var hun uddannet i farmakologi og har stor erfaring inden for ortopædisk forskning og biomekanik. Denne erfaring er essentiel, da den undersøger, om kollagenoverproduktion i denne model - og i sidste ende hos patienter - kan vendes eller standses gennem farmakologiske tilgange.

"De tidlige resultater ser meget lovende ud," sagde Wuertz-Kozak, som har studeret ionkanaler i sundhed og sygdom i mere end fem år.

Det tværfaglige projekt strækker sig over tre år. Det tidlige arbejde blev udført af Andrea De Pieri, der sluttede sig til Wuertz-Kozaks Tissue Regeneration and Mechanobiology Laboratory i 2020 som postdoktor. Han kommer oprindeligt fra Italien og fik sin doktorgrad. I Irland. Patricia Alvaro Llopis fra Spanien kom for nylig til holdet.

Wuertz-Kozak er selv en international videnskabsmand. Oprindeligt fra Tyskland arbejdede hun i Vermont og Schweiz, før hun kom til RITs Kate Gleason College of Engineering i 2019. Hendes ekspertise ligger i at forstå cellulære mekanismer og underliggende inflammationspatologier til nye behandlingsmuligheder samt vævsregenerering og smertelindring. Hun har rejst næsten 2 millioner dollars i organisatorisk finansiering siden hun kom til RIT og er involveret i mange nationale og internationale forskningssamarbejder.

"Vores forskning vil give grundlaget for en bedre forståelse af de molekylære mekanismer, der ligger til grund for udviklingen og progressionen af ​​sklerodermi," sagde Wuertz-Kozak. "Dette kunne være en måde at realisere forbedringer i plejen og livskvaliteten for mennesker, der er ramt af sklerodermi-inducerede hudændringer."

Kilde:

Rochester Institute of Technology

.