促红细胞生成素作为促进周围神经损伤后功能恢复和神经血管再生的局部治疗

来源:医博士  | 2023-01-10    


周围神经损伤(PNI)发生在大约3%的创伤患者中,可导致严重和长期的生理和功能后果,降低生活质量,其后果包括轻度不适、肢体瘫痪和截肢。PNI有多种不同的原因,主要是机械性或外伤性、血管性或缺血性、化学性或神经毒性。临床上常见的挤压伤为创伤性和血管性损伤,可引起一系列神经元损伤。轻度损伤可以自发恢复,而其他损伤则需要立即手术干预。手术方法仍然是最可靠的治疗方法,因为目前没有标准的药物治疗。但是,尽管显微外科技术取得了进步,在许多情况下,仍然存在严重的缺陷。

 

周围神经的血管系统十分脆弱,其损伤可导致神经鞘内的血管破坏、出血和缺氧。作为对这些微血管损伤的反应,炎症反应增加了血管通透性,继而导致神经内水肿。神经血管系统损伤后,新生血管通过运输多种生长因子、细胞因子和各种类型细胞(如雪旺细胞)对轴突的存活、生长和再生至关重要。血管化减少了成纤维细胞浸润和由此产生的瘢痕形成,并为神经再生提供了最佳的营养环境。此外,越来越多的证据表明血管和周围神经之间的相互作用。

 

为了促进神经损伤后的血管生成,本研究使用了促红细胞生成素(EPO),一种经美国食品和药物管理局(FDA)批准用于贫血治疗的多效性激素。EPO是血管生长的内源性刺激剂,对内皮细胞增殖和血管生成至关重要。除了作为促血管生成因子的作用外,EPO还具有强大的抗炎、抗凋亡、抗氧化、吞噬、神经营养和神经保护作用,EPO已被证明通过改善坐骨功能指数(SFI)来增强小鼠PNI后的功能恢复。也被证明有助于神经损伤后的早期血管生成反应。尽管EPO有疗效,但由于系统性副作用,如流感样症状、血液粘度增加、高血压和血栓形成,EPO的使用可能会引起安全性问题。由于EPO对血液参数有直接影响,患者还需要血液学监测。

 

嵌段共聚物是可生物降解的热敏药物递送系统,允许药物持续释放。本团队开发了一种由两亲性聚乙二醇/聚乳酸-乙醇酸共聚物(PEG/PLGA)聚合物组成的EPO嵌段共聚物。由于体温周围的临界溶液温度较低,我们设计了EPO-PLGA-PEG或EPO凝胶,因此可以在室温下以液体形式注射,然后在体温下在神经损伤周围形成原位凝胶,以控制EPO的释放。EPO在挤压伤部位的局部作用尚不清楚。在嵌段共聚物中增加这种促血管生成因子的局部浓度可能促进血管生成、神经再生和功能恢复。

 

鉴于有证据表明,全身性EPO可以改善损伤后的功能恢复,本文研究了在神经损伤处直接通过物理支架以受控速率释放EPO是否可以创造更有利于神经血管再生和恢复的微环境。

 

研究结果显示,EPO-PLGA-PEG在生理相关温度窗口内经历溶液到凝胶的转变,并长达18 天。EPO-PLGA-PEG显著增强坐骨神经挤压损伤后的坐骨功能指数(SFI)、握力和退缩反射。此外,EPO-PLGA-PEG显著增加了损伤后的血管密度、连接点数量和有髓神经纤维。

 

本研究将FDA批准的促血管生成激素EPO封装在可生物降解和生物相容的PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物中。该热凝胶输送系统在损伤中心持续释放EPO约3 周,对血液学参数无不良影响。EPO-PLGA-PEG促进小鼠周围神经挤压损伤后的功能恢复并刺激血管生成和神经发生。这项临床前研究证明了这种微创疗法对目前没有通用药物的疾病的适用性和有效性。

 

医博士编译自:Manto KM, Govindappa PK, Martinazzi B, et al. Erythropoietin-PLGA-PEG as a local treatment to promote functional recovery and neurovascular regeneration after peripheral nerve injury. Journal of Nanobiotechnology. 2022; 20(1):461. doi:10.1186/s12951-022-01666-5.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36307805/


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