微创缓释松弛素-2微球逆转关节纤维化

导读

在治疗肌肉骨骼疾病方面，生物疗法显然缺乏实质性进展。肌肉骨骼疾病在生物力学上是复杂的和局部性的，突出了能够解决这些问题的新疗法的必要性。关节纤维化是一种令人衰弱的肌肉骨骼疾病，所有一线治疗方案都无法治疗疾病的病因-关节间隙内纤维组织的堆积。对于每年数以百万计的患者来说，由于缺乏现代化和有效的治疗选择，必须进行手术，试图恢复关节活动范围(ROM)并避免长期疼痛。人松弛素-2(RLX)是一种具有抗纤维化和抗纤维化活性的内源性多肽激素，是一种有前途的肌肉骨骼纤维化生物治疗候选药物。然而，由于药代动力学障碍，RLX之前曾在多个临床项目中步履蹒跚。在这里，研究者描述了一种用于RLX缓释的量身定制的药物释放系统的设计和体外特性。载药的聚合物微粒在数周的时间内释放RLX，而不改变多肽结构或生物活性。在体内，大鼠关节内注射微粒可导致RLX的局部浓度延长，全身药物暴露减少。此外，一次注射负载RLX的微粒可以恢复临床终点的无创性关节纤维化大鼠模型的关节活动度和结构。最后，RLX受体RXFP1在与关节纤维化相关的多个人类组织中的表达证实表明，当以持续和靶向的方式给药时，RLX具有临床翻译潜力。

论文ID

题目：Minimally invasive, sustained-release relaxin-2 microparticles reverse arthrofibrosis

译名：微创缓释松弛素-2微球逆转关节纤维化

期刊：Sci Transl Med                               

IF：19.319

发表时间：2022.10.12

通讯作者单位:波士顿大学

DOI号：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36223449/

主要内容

蛋白质疗法是过去20年中规模最大、增长最快的药物类别之一。目前已批准的蛋白质疗法包括单抗、融合蛋白、多肽激素、酶和生长因子。这些现代生物疗法治疗癌症(例如ipilimumab、brentuximab和idarucizumab)、血液疾病(例如凝血因子IX)、心脏和血管疾病(例如alirocumab和volocumab)、皮肤病(例如pembrolizumab和nivolumab)、糖尿病(例如albigluide和daragluide)和自身免疫性疾病(例如adalimumab和belimumab)。然而，针对肌肉骨骼疾病的生物疗法明显缺乏。这一治疗缺口使患者只能使用传统的治疗方法，如疼痛和症状管理(例如，糖皮质激素和免疫抑制剂)、物理治疗和手术，这些都是不能治愈的，可能是高度侵入性的。不幸的是，缺乏综合治疗与患病率无关；骨科疾病是美国每年7000多万名医生就诊的原因。这种差异可能是由于疾病肌肉骨骼组织的生物力学复杂性和局部性所致，这表明需要针对特定疾病表型定制生物疗法和靶向给药机制。

作为许多纤维性肌肉骨骼疾病之一，关节纤维化每年影响数百万人，导致关节不适，限制活动度，阻碍日常活动，并严重影响情绪和身体健康。传统的治疗方案侧重于疼痛管理或试图通过手术恢复关节活动度，而不解决潜在的疾病生物学问题--关节间隙内和周围ECM蛋白过度和异常沉积。人RLX-2是一种内源性抗纤维化多肽激素，可刺激细胞外基质重塑，减轻转化生长因子-b-1诱导的肌成纤维细胞分化。其综合的抗纤维化和抗纤维化特性使其成为治疗关节纤维化的对症和病因治疗药物。然而，RLX临床翻译的一个主要障碍是它的半衰期很短。为了克服这一障碍，我们制造了负载RLX的PLGA MPS，在单次关节内注射后，RLX可以持续和局部地释放到滑膜关节间隙。考虑到局部给药方式，RLX MPS的抗纤维化效果为RLX的临床重新评估提供了证据。

RLX微粒的体外表征

RLX MPS形态一致、光滑、球形，体外释放生物活性的人RLX达40天。为了评价RLX MPS在体内的定位和持续释放，我们对健康SD大鼠肩关节内注射放射性标记的I-RLX和I-RLX MPS进行了药代动力学和生物分布分析。对关节和感兴趣的组织以及主要器官的伽马辐射评估表明，RLX MPS将药物定位于目标组织至少28天，而关节内注射的非包囊I-RLX在48小时内从滑膜间隙清除>99%，然后扩散到主要器官。RLX MPS通过单次关节内注射提供持续的、局部的和治疗相关的剂量的RLX，这是即使是多次注射非包囊的RLX也无法匹配的。

毒理学上，RLX MPS可限制非靶向组织的暴露。在之前探索RLX作为治疗药物的三个临床方案中，有两个方案显示出良好的毒理学特征，分别是连续静脉输注超过48小时和24小时后，每天治疗急性心力衰竭30mg/kg和引产75mg/kg。然而，在出现中重度弥漫性皮肤硬皮病的系统性硬化症患者的3期临床试验中，在持续输注RLX(25mg/kg / d)超过24周后，观察到严重的肾脏不良事件-定义为3或4级高血压、肾危像或血清肌酐倍增。正如我们在体外和体内观察到的RLX MPS在数周内的释放，最大限度地减少肾脏药物暴露对于成功的临床计划是至关重要的。为此，与关节内多次注射RLX相比，单次注射RLX MPS每小时将最大和平均肾脏暴露分别减少>25和>12倍。RLX MPS的完整毒理学研究没有在这里进行，但现有的生物分布数据表明，这种给药方法具有良好的肾脏毒性。

RLX MPS可延长关节处的RLX浓度，并将全身暴露降至最低

就靶组织而言，与卸载颗粒和多次注射生理盐水相比，将RLX MPS单次关节内注射到收缩的大鼠肩膀滑膜间隙可将内部ROM值恢复到基线水平。在总剂量相同的情况下，多次注射RLX和单次注射RLX MPS显示出与内部ROM相同的改善，表明持续浓度的RLX滑膜与多次重复剂量一样有效，但全身暴露情况较低。为了在保持抗纤维化疗效的同时进一步降低RLX的全身浓度，在开发过程中进行了RLX MPS的中试剂量范围寻找研究。3.33mg/kg的小剂量RLX MPS对关节活动度的恢复效果不如10mg/kg。RLX1/3MPS组在第42天的内部活动度差异有统计学意义(P=0.002)，但与车用MP对照组的基础恢复相比，差异无统计学意义。这种重要性的丧失可能是由于RLX1/3MPS中的RLX总剂量较低，导致被测人群中的应答者较少。有可能在较长的测量期(例如，12或16周)下，RLX1/3MP治疗组可以实现与RLX MPS(10mg/kg)相同的关节活动度恢复；然而，RLX MPS作为关节纤维化治疗的明确目的是加速关节活动度的恢复，因为延长的恢复时间增加了患者的不适感并降低了临床可行性。如果需要，可以使用3.33到10mg/kg的RLX MP浓度进行剂量范围查找研究，以进一步降低全身的RLX浓度。目前，在大型动物研究或临床翻译中，RLX MPS 10mg/kg被认为是异速生长缩放的最佳剂量。

RLX MPS恢复了健康的关节结构，没有偏离目标的重塑

为了支持RLX MPS的翻译作为人类关节纤维化患者的治疗方法，我们对相关的人类肩部组织样本进行了RXFP1受体的IHC分析。与我们在大鼠肩部的染色相对应，RXFP1存在于人的肩囊和唇部，特别是滑膜和唇部成纤维细胞。然而，RXFP1在关节或唇部软骨细胞中不表达。这些结果与之前发表的人类斜方掌骨关节滑膜组织和非骨关节炎软骨的染色结果一致。证实人RXFP1在关节纤维化最相关的结缔组织类型中的表达不仅表明临床上的抗纤维化效果，而且相应地软骨细胞中表达的缺失表明关节内给药后RLX MPS的受体脱靶活性有限。这些发现共同支持了我们的假设，即RLX将特异性地作用于滑膜间隙和收缩的包膜中的胶原纤维组织，逆转关节纤维化的表型，增加关节活动度。

总结

总之，我们提出了一种治疗关节纤维化的微创、缓释生物疗法。临床上可用的关节纤维化治疗方法需要多次向滑膜间隙注射非类固醇抗炎药、皮质类固醇或神经阻滞剂，同时进行广泛的物理治疗或手术。与仅治疗症状性疼痛相反，RLX优于目前的治疗方法，因为它为预先形成的胶原性瘢痕组织的分解提供信号，并防止进一步的纤维化发展。此外，RLX从聚合物MPS中的持续释放可在单次注射后提供更长时间和局部更高的生物治疗浓度。这些因素结合在一起，减少了痛苦和侵入性手术的需要，并将可能的疾病复发降至最低。此外，这项工作展示了现代生物疗法治疗肌肉骨骼疾病的潜力，强调需要适当定制的药物输送系统和临床相关的活体药理学模型。RLX MPs是治疗关节纤维化的主要候选药物，有可能扩大纤维化肌肉骨等疾病的可用治疗方案。

原文链接

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36223449/

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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