Profesor RIT otrzymuje grant na badania nad nowymi metodami terapeutycznymi w leczeniu twardziny skóry

Profesor RIT otrzymuje grant na badania nad nowymi metodami terapeutycznymi w leczeniu twardziny skóry

Więcej kolagenu w organizmie człowieka nie zawsze jest dobrą rzeczą, a Karin Wuertz-Kozak bada, w jaki sposób choroby postępują w wyniku wzrostu poziomu tego ważnego białka.

Wuertz-Kozak otrzymała niedawno ponad 400 000 dolarów z Programu badań medycznych kierowanych przez Kongres (CDMRP) na zbadanie nowych podejść terapeutycznych w leczeniu twardziny skóry, przewlekłej choroby autoimmunologicznej polegającej na nadprodukcji kolagenu, znanej również jako zwłóknienie.

Kolagen jest jednym z najważniejszych białek macierzy w organizmie. I chociaż utratę kolagenu powiązano z wieloma chorobami, nadprodukcja kolagenu ma również niekorzystne skutki, takie jak te obserwowane w przypadku twardziny skóry.

Karin Wuertz-Kozak, profesor Kate Gleason, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Rochester Institute of Technology

CDMRP to inicjatywa finansowana przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, której celem jest transformacja opieki zdrowotnej i opracowywanie nowych alternatywnych metod leczenia. Wuertz-Kozak jest pierwszą członkinią wydziału RIT, która zostanie sfinansowana w ramach tej inicjatywy. Będzie współpracować z Benjaminem Kormanem, lekarzem i adiunktem alergii/immunologii i reumatologii w Centrum Medycznym Uniwersytetu w Rochester, w celu opracowania nowych modeli badań i opcji leczenia.

Twardzina skórna nie jest łatwa do zdiagnozowania i dotychczas istnieją ograniczone możliwości leczenia tej postępującej choroby, która powoduje stwardnienie i napięcie skóry oraz ograniczenie ruchu. Może również wpływać na inne narządy, takie jak płuca, gdzie zwłóknienie i blizny utrudniają oddychanie.

Wuertz-Kozak i jej zespół opracują trójwymiarowe modele skóry, które można wykorzystać do symulacji i oceny początku, postępu i leczenia choroby zwłóknieniowej przy użyciu najnowocześniejszej technologii zwanej elektroprzędzeniem. Proces ten polega na przyłożeniu wysokiego napięcia do roztworu polimeru, tworząc maleńkie włókna w skali nano. Materiał zgromadzony na uziemionej płycie kolektora przypomina naturalne włókna kolagenowe.

„Zmieniając ten proces i wybrane polimery, można stworzyć konstrukcje z nanowłókien, które symulują różne typy tkanek” – powiedziała. „Zaczęliśmy to, aby stworzyć bardziej opłacalny i możliwy do kontrolowania, wysokowydajny system testów skórnych, który można zastosować jako alternatywę dla testów na zwierzętach. W przypadku naszego modelu skóry łączymy klasyczne elektroprzędzenie z kriogenicznym elektroprzędzeniem, aby stworzyć dwuwarstwowe konstrukty tkankowe, które symulują gęstą strukturę naskórka i bardziej puszystą strukturę skóry właściwej”.

Cały projekt ma kilka aspektów. Pierwsza polega na opracowaniu modelu skóry zwłókniałej przy użyciu techniki dwuwarstwowej. Wyjaśniła, że ​​aby wywołać nadprodukcję kolagenu, komórki skóry zaszczepione w tych nośnikach wymagają dodatkowych bodźców, takich jak leczenie czynnikiem wzrostu TGF-beta i ekspozycja na surowicę pacjentów z twardziną skóry.

W drugiej części projektu staje się jasne, jakie wykształcenie Würtz-Kozak posiada jako farmaceuta. Przed dołączeniem do RIT przeszła szkolenie z farmakologii i posiada duże doświadczenie w badaniach ortopedycznych i biomechanice. To doświadczenie jest niezbędne, ponieważ pozwala sprawdzić, czy nadprodukcję kolagenu w tym modelu – i ostatecznie u pacjentów – można odwrócić lub zatrzymać za pomocą metod farmakologicznych.

„Wczesne wyniki wyglądają bardzo obiecująco” – stwierdził Wuertz-Kozak, który od ponad pięciu lat bada kanały jonowe w zdrowiu i chorobach.

Interdyscyplinarny projekt trwa trzy lata. Wczesne prace prowadziła Andrea De Pieri, która dołączyła do Laboratorium Regeneracji Tkanek i Mechanobiologii Wuertz-Kozak w 2020 roku jako pracownik naukowy ze stopniem doktora. Pochodzi z Włoch i uzyskał stopień doktora. W Irlandii. Niedawno do zespołu dołączyła Patricia Alvaro Llopis z Hiszpanii.

Wuertz-Kozak sama jest międzynarodowym naukowcem. Pochodzi z Niemiec, zanim w 2019 r. dołączyła do Kate Gleason College of Engineering w RIT, pracowała w Vermont i Szwajcarii. Jej wiedza specjalistyczna polega na zrozumieniu mechanizmów komórkowych i patologii leżących u podstaw stanu zapalnego w celu wykorzystania nowych opcji leczenia, a także regeneracji tkanek i łagodzenia bólu. Od czasu dołączenia do RIT zebrała prawie 2 miliony dolarów na finansowanie organizacji i jest zaangażowana w wiele krajowych i międzynarodowych współpracy badawczych.

„Nasze badania zapewnią podstawę do lepszego zrozumienia mechanizmów molekularnych leżących u podstaw rozwoju i postępu twardziny skóry” – powiedział Wuertz-Kozak. „Może to być sposób na poprawę opieki i jakości życia osób dotkniętych zmianami skórnymi wywołanymi twardziną skóry”.

Źródło:

Instytut Technologii w Rochester

.