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皮肤移植治愈可卡因渴望(在老鼠中)

对任何药物的成瘾 - 是酒精,烟草,阿片类药物或非法药物,如可卡因 - 是一种慢性疾病,导致强迫毒性寻求行为的人,即使他们意识到有害,经常致命的后果,也能控制困难或不可能控制。

长期使用改变了脑区的结构与判断,压力,决策和行为相关,使得忽视药物渴望越来越困难。

我是一个博士后研究员明旭的实验室在芝加哥大学,我们研究成瘾,目标是找到有效治愈。在自然生物医学工程中的论文中,我们描述了一种新的方法,我们开发和测试,阻碍了在小鼠中寻求可卡因,实际上保护它们免受否则致命的高剂量。

基因治疗如何停止瘾?

存在于人肝脏中,血液是一种叫做丁酰胆碱酯酶的天然酶,我们缩写为BCHE。这种酶的工作之一是分解,或代谢,可卡因进入非活动,无害的组件。事实上,甚至有一个突变人类母语(HBCHE),其遗传设计为大大加速可卡因的代谢。这种超级突变酶预计将成为一个治疗用于治疗可卡因成瘾。然而,通过注射递送活性酶以造成成瘾并保持这种酶在活性动物中的功能是挑战性的。

因此,不是给予动物的酶,我们决定工程到携带BCHE酶的基因的皮肤干细胞。这样,皮肤细胞就能能够制造本身并供应动物。

在我们的研究中,首先使用基因编辑技术CRISPR以编辑小鼠皮肤干细胞并掺入HBCHE基因。这些工程化的皮肤细胞产生了一致和高水平的HBCHE蛋白,然后它们分泌。然后我们在实验室中延长了这些工程干细胞,并创造了一层平坦的皮肤组织,花了几天时间生长。

一旦实验室生长的皮肤完成,我们将其移植到宿主动物中,其中细胞将大量的HBCHE释放成血液超过10周。

随着遗传工程的皮肤移植物释放HBCHE进入寄主小鼠的血流,我们假设如果小鼠消耗可卡因,则酶会在它可以触发大脑中的上瘾的快乐响应之前快速切断药物。

对可卡因的“免疫”

可卡因通过升高大脑中的多巴胺水平,然后导致奖励和兴奋的感觉,这引发了更多药物的渴望。

接受工程皮肤移植物的动物能够比对照动物更快地清除可卡因的量。他们的大脑也具有较低的多巴胺。

此外,当动物注射高潜在的致命剂量可卡因时,HBCHE-产生细胞的皮肤移植物可以有效地降低50%到零的致命过量速率。当动物被赋予致命剂量时,所有对照动物都没有死亡,而没有任何接受工程皮肤的动物。好像皮肤移植物产生的酶已经将小鼠免疫,抵靠可卡因过量过量。

然后,我们评估了生产HBCHE的细胞是否可以防止寻求可卡因的发展。我们使用训练的老鼠通过在可卡因的环境中花费更多时间来揭示他们对可卡因的偏好。在相同的剂量和训练程序下,正常的动物获得了可卡因的偏好,而具有皮肤移植物的宿主动物没有表明HBCHE-细胞的皮肤移植物有效阻断可卡因诱导的奖励效应。以类似的方式,皮肤衍生的HBCHE有效,并且特别破坏了在25天戒断后寻求可卡因的复发。

为了测试这种基因治疗方法是否将在人体中使用,我们将人类皮肤状组织从遗传上由CRISPR遗传编辑以允许HBCHE生产。

我们鼓励我们看到工程化人表皮细胞在实验室和小鼠中培养的细胞中产生了大量的HBCHE。这表明皮肤基因治疗的概念可能有效治疗未来人类的可卡因滥用和过量。

适应这种人类的方法可能是阻止成瘾的有希望的方式。但首先,我们必须具有足够的证据表明它适用于少数副作用。同样地,用酶降解酒精和尼古丁的酶的工程皮肤细胞可能是遏制成瘾和滥用这两种药物的有效策略。谈话

青岩孔是在Uchicago的麻醉系和批判性护理部门的博士后研究员。这篇文章是最初在谈话中发表

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