RIT-professor mottar stipend for å forske på nye terapeutiske tilnærminger for sklerodermi

RIT-professor mottar stipend for å forske på nye terapeutiske tilnærminger for sklerodermi

Mer kollagen i menneskekroppen er ikke alltid en god ting, og Karin Wuertz-Kozak studerer hvordan sykdommer utvikler seg på grunn av økninger i dette viktige proteinet.

Wuertz-Kozak mottok nylig mer enn $400 000 fra Congressional Directed Medical Research Program (CDMRP) for å undersøke nye terapeutiske tilnærminger for sklerodermi, en kronisk autoimmun sykdom som involverer overproduksjon av kollagen, også kjent som fibrose.

Kollagen er et av de viktigste matriseproteinene i kroppen din. Og selv om kollagentap har vært knyttet til en rekke sykdommer, har overproduksjon av kollagen også uheldige effekter, slik som de man ser ved sklerodermi."

Karin Wuertz-Kozak, Kate Gleason-begavet professor, biomedisinsk ingeniøravdeling, Rochester Institute of Technology

CDMRP er et finansieringsinitiativ fra det amerikanske forsvarsdepartementet for å transformere helsevesenet og fremme nye behandlingsalternativer. Wuertz-Kozak er det første fakultetsmedlemmet ved RIT som blir finansiert gjennom dette initiativet, og hun vil samarbeide med Benjamin Korman, en lege og assisterende professor i allergi/immunologi og revmatologi ved University of Rochester Medical Center, for å utvikle nye testmodeller og behandlingsalternativer.

Sklerodermi er ikke lett å diagnostisere og til dags dato er det begrensede behandlinger for denne progressive sykdommen, som forårsaker herding og oppstramming av huden og begrenset bevegelse. Det kan også påvirke andre organer som lungene, hvor fibrose og arrdannelse hemmer pusten.

Wuertz-Kozak og hennes team vil utvikle 3D-hudmodeller som kan brukes til å simulere og evaluere utbruddet, progresjonen og behandlingen av en fibrotisk sykdom ved hjelp av en banebrytende teknologi kalt elektrospinning. Denne prosessen innebærer å påføre en høyspenning på en polymerløsning, og lage små fibre i nanoskala. Det akkumulerte materialet på en jordet samleplate ligner naturlige kollagenfibre.

"Ved å variere denne prosessen og polymerene som er valgt, kan du lage nanofiberkonstruksjoner som simulerer forskjellige vevstyper," sa hun. "Vi startet dette for å ha et mer kostnadseffektivt og kontrollerbart hudtestingssystem med høy gjennomstrømning som kan brukes som et alternativ til dyreforsøk. For vår hudmodell kombinerer vi klassisk elektrospinning med kryogen elektrospinning for å lage tolags vevskonstruksjoner som simulerer den tette strukturen til epidermis og den fluffigere strukturen til dermis."

Det overordnede prosjektet har flere aspekter. Den første involverer utviklingen av en modell av fibrotisk hud ved bruk av denne tolagsteknikken. For å indusere overproduksjon av kollagen, krever hudceller sådd inn i disse kjøretøyene ytterligere stimuli, som behandling med vekstfaktoren TGF-beta og eksponering for serum fra sklerodermipasienter, forklarte hun.

I andre del av prosjektet blir Würtz-Kozaks utdanning som farmasøyt tydelig. Før hun kom til RIT var hun utdannet i farmakologi og har lang erfaring innen ortopedisk forskning og biomekanikk. Denne erfaringen er viktig da den undersøker om kollagenoverproduksjon i denne modellen – og til slutt hos pasienter – kan reverseres eller stoppes gjennom farmakologiske tilnærminger.

"De tidlige resultatene ser veldig lovende ut," sa Wuertz-Kozak, som har studert ionekanaler innen helse og sykdom i mer enn fem år.

Det tverrfaglige prosjektet strekker seg over tre år. Tidlig arbeid ble utført av Andrea De Pieri, som begynte i Wuertz-Kozaks Tissue Regeneration and Mechanobiology Laboratory i 2020 som postdoktor. Han kommer opprinnelig fra Italia og tok doktorgraden. I Irland. Patricia Alvaro Llopis fra Spania ble nylig med på laget.

Wuertz-Kozak er selv en internasjonal vitenskapsmann. Opprinnelig fra Tyskland, jobbet hun i Vermont og Sveits før hun begynte på RITs Kate Gleason College of Engineering i 2019. Hennes ekspertise ligger i å forstå cellulære mekanismer og underliggende patologier av betennelse for nye behandlingsalternativer samt vevsregenerering og smertelindring. Hun har samlet inn nesten 2 millioner dollar i organisasjonsfinansiering siden hun begynte i RIT og er involvert i mange nasjonale og internasjonale forskningssamarbeid.

"Vår forskning vil gi grunnlaget for en bedre forståelse av de molekylære mekanismene som ligger til grunn for utviklingen og progresjonen av sklerodermi," sa Wuertz-Kozak. "Dette kan være en måte å realisere forbedringer i omsorgen og livskvaliteten til mennesker som er berørt av sklerodermi-induserte hudforandringer."

Kilde:

Rochester Institute of Technology

.