変形性関節症の有望な治療法としての注射可能な脂肪酸コポリマー (ARA 3000 BETA)

Scientific Reports volume 13、記事番号: 7783 (2023) この記事を引用

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7 オルトメトリック

メトリクスの詳細

変形性関節症 (OA) は最も一般的なリウマチ性疾患であり、障害の原因として急速に増加しています。 現在の薬物療法には、痛みや炎症を制御するための鎮痛薬や非ステロイド性抗炎症薬のほか、ヒアルロン酸の関節内（IA）投与などの遅効性薬剤が含まれます。 多価不飽和遊離脂肪酸を豊富に含む経口サプリメントまたは食事が提案されていますが、利点に関する証拠はまだ議論中です。 我々はここで、脂肪酸の注射用共重合体であるARA 3000 BETAの治療可能性をOAの構造レベルで調査した。 コラゲナーゼ誘発性変形性関節症モデルは、膝関節へのコラゲナーゼ注射によって C57BL/6 マウスに誘発されました。 マウスは、ARA 3000 BETAの1回または2回のIAまたは4回の筋肉内注射（IM）で治療されました。 屠殺時に、共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)による軟骨分析およびマイクロコンピュータ断層撮影システムによる骨分析のために膝関節を回収した。 OA組織学的スコアリングは、サフラニンO/ファストグリーン染色後に実施した。 組織学的分析により、IMおよびIA投与後の治療膝関節における軟骨分解に対する保護効果が明らかになりました。 これは、投与経路を問わず、厚さ、体積、表面劣化を含むすべての関節軟骨パラメータの大幅な改善により、CLSMによって確認されました。 ＩＭ投与および程度は低いが２回のＩＡ注射後に、軟骨下骨パラメータおよび膝関節石灰化に対してわずかな保護効果も認められた。 我々は、OA における注射用 ARA 3000 BETA の軟骨および骨の変化に対する保護効果を実証し、疾患の進行を遅らせる臨床応用が想定される可能性があるという概念実証を提供しました。

変形性関節症 (OA) は最も一般的な慢性関節疾患で、主に指、膝、股関節に影響を及ぼします。 高齢化に伴い患者数は増加の一途をたどっており、疾病管理コストも増加しています。 ＯＡは、関節痛や機能障害を引き起こす、軟骨の分解、骨硬化、骨棘形成、半月板および靱帯の石灰化、および滑膜炎症を特徴とする。 OAの発症は、マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）-1、-3、および-13、トロンボスポンジンモチーフを有するディスインテグリンおよびメタロプロテイナーゼ（ADAMTS）-4、-5、およびインターロイキンを含む炎症誘発性サイトカインの産生の増加と相関しています（ IL)-1β、-6、および腫瘍壊死因子 (TNF)-α1。 現在の治療法では、鎮痛薬と非ステロイド抗炎症薬（NSAID）が使用されていますが、あくまで対症療法であり、痛みを和らげ炎症を軽減するために処方されています。 病気を止める効果的な治療法がないため、多くの研究が新しい治療薬の研究を目的としています。

過去数十年にわたり、食事性脂肪酸（FA）は、細胞機能と組織の恒常性を維持する必須のシグナル伝達カスケードにおける重要な役割により多くの関心を集めてきましたが、不均衡な脂肪組成は関節の炎症を引き起こし、OAを誘発する可能性があります（総説については、2を参照）。 FA は、飽和 (SFA)、一価不飽和脂肪酸 (MUFA)、多価不飽和脂肪酸 (PUFA) に分類できます。PUFA には、オメガ 6 (n-6) およびオメガ 3 (n-3) PUFA が含まれます。 現在、SFA と n-6 PUFA には炎症促進機能があることが認められていますが、n-3 PUFA は抗炎症性 FA として記載されています。 FA は血清、滑液、軟骨、軟骨下骨で見つかっており、線維芽細胞、骨芽細胞、軟骨細胞にさまざまな影響を及ぼします 3,4,5。 実際、n-3 PUFA は、プロスタグランジン E2 (PGE2)、シクロオキシゲナーゼ (COX)-2、IL1β、TNFα などの炎症因子を減少させ、ADAMTS-4、MMP36、7、8、9 を減少させることにより、軟骨代謝に有益です。 OA の進行および関連する痛みの軽減に対する食事中の n-3 PUFA 補給の有益な効果は、食事誘発性肥満マウスモデル 10、内側半月板マウスモデル 11,12、前十字骨の不安定化など、さまざまな動物モデルで実証されました。ウサギ 13、股関節または膝関節 OA を有する犬 14、15、16、17、または OA を起こしやすいダンキン・ハートレーモルモット 18 の靱帯切断モデル。 ヒトを対象としたいくつかの研究では、食事中のPUFAとOAの臨床症状との関連性が調査されています。 n-6 PUFA と OA リスクの間には正の関係が観察されましたが、n-3 PUFA と滑膜炎の間には逆相関が認められました 19。 n-3 PUFA の有益な効果は、痛みと機能に関しても報告されています 20,21。

滑液中に最も豊富に含まれる FA はリノール酸 (n-6 PUFA)、オレイン酸 (n-9 MUFA)、およびパルミチン酸 (SFA) で、総 FA の 80% を占めます7。 興味深いことに、軟骨細胞培養物にオレイン酸またはパルミチン酸を添加すると、軟骨外植片によるMMP1発現およびGAG放出が阻害され、これらのFAの抗炎症機能が示唆された。 1980 年代初頭、ARA 3000 BETA と呼ばれるオレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸のコポリマーが、LEXMOOR 社（サン レミ ド プロヴァンス、フランス）によって注射用製剤として開発されました。 ARA 3000 BETA の in vivo 効果は、最初に OA 患者の犬で評価され、痛みと跛行を軽減することが示されました 22。 現在でも犬や牛のOA治療に広く使用されています。 in vitro 研究では、ヒト軟骨細胞に対する ARA 3000 BETA の抗炎症特性が実証されており、一酸化窒素 (NO)、PGE2、MMP の生成が減少し、NF-κB 経路が阻害されます 23。 in vivo では、ラットにおける炎症性アジュバント誘発性関節炎の開始 1 日前に ARA 3000 BETA を筋肉内注射すると、浮腫、強直症、体重減少などの臨床症状が軽減されました 23。 しかし、ARA 3000 BETAは、関節の炎症を制御し、軟骨破壊を軽減することに大きな関心を持っているようですが、関連するOAモデルにおいてプラセボ対照よりもARA 3000 BETAの有効性を証明するデータはありませんでした。

ここでは、炎症性変形性関節症の参照モデルとして記載されているコラゲナーゼ誘発性変形性関節症モデル (CIOA) における ARA 3000 BETA の局所注射の治療効果を評価しました 24,25。 研究の主な目的は、膝関節の関節内空間における ARA 3000 BETA の単回または反復投与の効果を測定することでした。 筋肉内投与は、現在の獣医業務に関連する陽性対照として評価されました。 薬剤の効果は、それぞれ共焦点レーザー走査型顕微鏡法とマイクロコンピュータ断層撮影法による軟骨組織と骨組織の定量的組織形態計測パラメータを使用して構造レベルで評価された。 この研究は、ARA 3000 BETA をヒトの OA の診療所に導入するための基礎となるでしょう。

ＦＡ ＡＲＡ ３０００ ＢＥＴＡのコポリマーは、オレイン酸（８．７５ｍｇ／ｍＬ）、パルミチン酸（５．４ｍｇ／ｍＬ）およびステアリン酸（４ｍｇ／ｍＬ）の組み合わせによって得られた。 コポリマー配合物は、LEXMOOR Laboratory によって製造および供給されました。

すべての動物手順は、研究開始前にフランスのラングドック・ルシヨン地域圏の動物実験倫理委員会によって承認されました（承認APAFIS#5351-2016050919079187）。 動物手順は、実験動物の管理と使用に関する欧州ガイドライン (2010/63/UE) および ARRIVE ガイドラインに従って実施されました。 局所注射と安楽死はイソフルランガスによる麻酔後に行われ、苦痛を最小限に抑えるためにあらゆる努力が払われました。 マウスは、22°±1°C、60%制御された湿度、12時間/12時間の明暗サイクルの静かな部屋の固体底プラスチックケージに収容されました。 動物は7日間の適応期間後に使用され、水道水と標準的なペレット飼料を自由に摂取させました。 インビボ実験は、Janvier (St. Berthevin, France) から入手した 10 週齢の雄 C57BL/6 マウスで行われました。 コラゲナーゼ誘発性変形性関節症モデル (CIOA) は、0 日目と 2 日目に、マウスの右膝関節の関節内腔に、5 µL 生理食塩水に溶解した 1 U VII 型コラゲナーゼ (Sigma-Aldrich) を、 25 に記載されている 20G 針。 コラゲナーゼ処理マウスを 15 匹ずつ 4 つのグループに分けました：（1）マウスは 7 日目に右膝関節に関節内（IA）経路で 5 µL の生理食塩水を投与され（対照 OA グループ）、対側の左膝関節には 2 回の生理食塩水注射を受けました。 0日目と2日目に生理食塩水を投与（対照の健康な膝）。 (2) マウスは、7 日目に右膝関節に ARA 3000 BETA 5 μL の IA 注射を 2 回受けました (グループ IA1)。 (3) マウスには、7 日目と 21 日目に右膝関節に 5 μL の ARA 3000 BETA を単回 IA 注射しました (グループ IA2)、(4) マウスには 50 μL の ARA 3000 BETA を筋肉内 (IM) 経路で投与しました。 3、11、18、25日目の右前脛骨筋（グループIM）。 マウスをケージに分配しました。ケージに関連する偏りを制限するために、2 つのグループから 1 ケージあたり 10 匹のマウスを混合しました。 反対側の膝を健康な対照膝として言及することの有用性は他の場所で報告されており 26 、倫理委員会が推奨する動物数の削減によって正当化されました。 ARA 3000 BETA は賦形剤と共配合されたポリマーで構成されており、治療薬を賦形剤から分離できないため、OA 対照として生理食塩水の注射を使用しました。 グループあたり 15 匹の動物が、G*power ソフトウェアを使用して 80% の検出力で 5% レベルで有意性を示すのに必要であると計算されました。 42日目にマウスを安楽死させ、後足を回収し、さらなる分析のために室温で4%ホルムアルデヒド中で48時間固定した。

固定後、後足をマイクロコンピュータ断層撮影システム (μCT SkyScan 1176、Bruker) でスキャンしました。 各スキャンは次のパラメータに従って実行されました: 0.5 mm アルミニウム フィルター、50 kV、500 μA、ピクセル サイズ 18 μm、および回転角度 0.5°。 次に、NRecon ソフトウェア (SkyScan NRecon バージョン 1.7.4.6、Bruker) を使用して画像を再構成しました。 膝関節全体の正しい再構成を得るために、位置ずれの補正、リングアーチファクト、およびビーム硬化が調整されました。 骨分解は、CTAn ソフトウェア (バージョン 1.17.7.2、Bruker) を使用して、各脛骨の内側および外側プラトー上の軟骨下骨プレートおよび骨端領域で定量化されました。 膝関節全体の骨棘形成および半月板/靱帯の石灰化を定量化しました。 膝関節の再構成 3D 画像は、Avizo Lite ソフトウェア (バージョン 2019.3、FEI) を使用して取得しました。

各後足について、脛骨および大腿骨を分離し、滑らかな組織を慎重に除去して関節軟骨を露出させた。 脛骨内側プラトーと外側プラトーの関節軟骨を、共焦点レーザー走査顕微鏡 (CLSM; TCS SP5-II、Leica Microsystems) を使用して、XYZ モードで深さ方向に個別にスキャンしました。 以下のパラメータを使用して各サンプルを画像化しました：5 × 乾燥対物レンズ、UV レーザー光源 (l=405 nm)、800 V の検出器ゲイン、および 5 の線平均。各サンプルについて、軟骨の自家蛍光を深さ 5 μm ごとに取得しました。 得られた画像スタックを使用して各プラトーの 3D 画像を再構成し、関節軟骨の体積、厚さ、表面劣化を定量的に評価するために分析されました。 軟骨形態計測パラメータの評価は、Avizo Lite ソフトウェア (バージョン 2019.3、FEI) を使用して、各脛骨の外側プラトーと内側プラトーの両方で実行されました。

CLSM 分析後、脛骨を 5% ギ酸中で室温で 1 週間脱灰し、組織学用に処理しました。 サンプルをパラフィンに包埋し、正面切片を切り出し（7μmのスライスを各100μm、最初の切片は軟骨表面から50μm下）、サフラニンO/ファストグリーンで染色して軟骨および骨組織を分析しました。 外側脛骨プラトーと内側脛骨プラトーの分解は、修正プリツカー OARSI スコアを使用して、記載されているように各分解を等級付けおよび段階化し、定量化されました 27。 各サンプルの 3 つのセクションにスコアが付けられ、最大スコアがサンプルに割り当てられました。 最小スコアは 0 で、軟骨や骨の損傷がないことを示します。一方、30 は重要な軟骨や骨の劣化を示す最大スコアです。

統計分析、グラフ、および作成された画像は、GraphPad Prism 9 ソフトウェアを使用して実行されました。 値の正規分布と分散の均一性は、シャピロ・ウィルクおよびフィッシャー検定に続いて対応のない t 検定を使用して決定されました。 統計分析により、健康なグループと治療グループをOA対照グループと比較しました。 データは平均値 + SEM として表示され、p < 0.05 (*)、p < 0.01 (**)、p < 0.001 (***)、p < 0.0001 (****) です。

ARA 3000 BETA の治療効果は、CIOA マウス モデルに IA または IM 経路のいずれかを介して局所注射後に評価されました。 IM ルートは現在獣医の現場で使用されており、簡単にアクセスでき、繰り返し注射できるという利点があります。 局所 IA 投与は、薬物の入手しやすさを高める OA 治療の好ましい経路ですが、マウスなどの小さな関節に適用すると反復注射は有害となる可能性があります。 したがって、本発明者らは、ARA 3000 BETAの1回（IA1）または2回のIA（IA2）注射と4回の反復IM注射のOAパラメータに対する効果を比較した。 組織学的分析は、軟骨の変化の程度に応じて増加する OA スコアに基づいて軟骨分解を視覚化および定量化するための参照方法です (図 1A)。 ここで、OA 膝関節の脛骨外側プラトーでは、対照の健康な膝関節と比較して、OA スコアが有意に増加しました (図 1B)。 軟骨の劣化は、内側脛骨プラトーに比べて外側脛骨プラトーでより明らかでしたが、有意な変化は見られませんでした。 ARA 3000 BETA で治療した OA 膝関節では、IM 投与と IA 注射後の両方で、軟骨分解に対する保護効果が観察されました。外側プラトーと関節全体で OA スコアが低下し、内側プラトーでも同様の傾向が見られました (図.1A、B）。 しかし、最も重要な結果は、IM投与と外側プラトーへの1回のIA注射後に得られました。

ARA 3000 BETA は OA 組織学的スコアを改善しました。 (A) 未治療 (OA) または ARA 3000 BETA の 4 回の筋肉内 (IM) 注射または 1 回 (IA1) または 2 回の関節内 (IA2) 注射で治療された健康な (H) マウスおよび CIOA マウスの組織像 (Ara ）。 (B) 脛骨外側プラトーまたは内側プラトーの組織切片の OA スコア、または膝関節の平均スコア。 結果は平均±SEMとして表されます。 *p < 0.05; **p < 0.01 (OA 対照と比較した、ダンのポストテストを伴うクラスカル・ワリス検定; n = 15 マウス/グループ)。

組織学的分析の限界の 1 つは、膝関節の限られた数のセクションの 2D 視覚化であり、3D 地図作成全体で関節軟骨の正確な定量分析ができないことです。 この制限を回避するために、CLSM による外側および中央脛骨軟骨プラトーの組織形態計測分析を実行しました。 外側脛骨プラトーの代表的な 3D 画像は、厚さが低いことを示す青と緑の広い領域で示されるように、健常対照と比較して OA 膝関節における重要な軟骨劣化を示しています (図 2A)。 2 つの脛骨プラトーの組織形態計測分析により、OA 膝関節では関節軟骨の厚さと体積が減少する一方、有意には達しないものの表面劣化が増加していることが確認されました (図 2B)。 興味深いことに、IM または IA 経路で ARA 3000 BETA で治療した OA マウスは、未治療の OA 膝関節と比較して、厚さ、体積、表面劣化を含む関節軟骨のすべてのパラメーターの大幅な改善を示しました (図 2A、B) ）。 ARA 3000 BETAの1回または2回のIA注射で処置したマウス間に差は観察されなかったが、IM投与と比較してIA注射マウスではより高い軟骨保存の傾向が認められた(図2B)。 したがって、投与経路を問わず、ARA 3000 BETA の軟骨保護効果が確認されました。

ARA 3000 BETA は関節軟骨を分解から保護しました。 (A) 健康なマウス (H) および未治療 (OA) または 4 回の筋肉内 (IM) 注射または 1 回 (IA1) または 2 回の関節内 (IA2) 注射で治療した CIOA マウスの外側脛骨軟骨の代表的な 3D 再構成画像CLSM 分析後の ARA 3000 BETA (Ara) の結果。 左側は軟骨の厚さを色分けしています。 (B) 厚さ、体積、表面劣化を測定する関節軟骨の 3D 画像の組織形態計測的分析。 結果は、脛骨プラトーと正中プラトーの平均±SEMとして表されます。 *p < 0.05; **p < 0.01; ****p < 0.0001 (OA コントロールと比較した Dunett の事後テストによる ANOVA テスト; n = 15 マウス/グループ)。

OA はもはや軟骨疾患とは考えられず、膝関節のすべての区画、特に骨に影響を及ぼす疾患として考えられています。 したがって、ARA 3000 BETA の効果を、μCT によるさまざまな脛骨領域（軟骨下骨プレートおよび骨端）の組織形態計測パラメータで分析しました。 健康な膝関節と比較して、OA 膝関節の骨端領域の硬化が観察されました。硬化は主に内側区画に位置し、骨端骨量の増加傾向と相関していました (図 3A、B)。 重要ではありませんが、ARA 3000 BETA の 1 回 IM または 2 回 IA 用量で治療された OA 膝関節は、骨端硬化症から保護される傾向がありました。 軟骨下骨レベルでは、健康な膝関節と比較して、OA 膝関節における骨の体積と厚さの減少、および骨表面劣化 (BS/BV パラメーター) の有意な増加が観察されました (図 3B)。 軟骨下骨の体積は、OA 膝関節と比較してすべての治療群で高かったが、統計的有意性は ARA 3000 BETA IA の 1 回注射でのみ得られました。 また、注射の経路や回数に関係なく、すべての治療グループで骨表面の劣化が低下する傾向があることにも気づきました（図 3B）。 骨棘の形成は、OA 膝関節の関節軟骨の端における骨体積と表面の非常に顕著な増加によって測定される、OA のもう 1 つの特徴です (図 3C)。 ARA 3000 BETAで治療した膝関節では骨棘サイズの有意な減少は見られませんでしたが、IMまたは2回のIA投与後に体積と表面積が減少する傾向が認められました。

ARA 3000 BETA は、OA 関連の変化から骨を保護しました。 (A) 健康なマウス (H) および未治療 (OA) または 4 回の筋肉内 (IM) 注射または 1 回 (IA1) または 2 回の関節内 (IA2) 注射で治療した CIOA マウスの膝関節骨組織の代表的な画像。マイクロ CT 分析後の ARA 3000 BETA (Ara)。 (B) 硬化症を示す骨端骨体積 (BV)、軟骨下骨体積 (BV)、厚さおよび軟骨との界面での骨表面の変化を示す骨表面/骨体積 (BS/BV) パラメーターの組織形態計測的分析。 (C) 膝関節の軟骨の端における骨棘の骨体積 (BV) と表面 (BS) の組織形態計測的分析。 結果は平均±SEMとして表されます。 *p < 0.05; **p < 0.01 (OA コントロールと比較したダンのポストテストを伴う ANOVA テスト; n = 15 マウス)。

最後に、健康な膝関節と比較して、OA 膝関節では半月板、外側靱帯、正中靱帯の異常な石灰化が観察されました (図 4A)。 これは、これらの非石灰化組織の石灰化を特徴付ける、骨体積および表面（BVおよびBS）パラメータのそれぞれの大幅な増加によって確認されました（図4B）。 注目すべきことに、ARA 3000 BETAで治療したOA膝関節では、1回のIM注射または2回のIA注射後のBVおよびBSパラメータが有意に低かった。 まとめると、データは、1 回の IA 注射後の軟骨下骨量に対する ARA 3000 BETA の保護効果、および IM 投与と 2 回の IA 注射後の膝関節石灰化に対する保護効果を示しました。

ARA 3000 BETA は、膝関節の軟組織を OA 関連の石灰化から保護しました。 (A) 健康なマウス (H) および未治療 (OA) または 4 回の筋肉内 (IM) 注射または 1 回 (IA1) または 2 回の関節内 (IA2) 注射で治療された CIOA マウスの膝関節の代表的な 3D 再構成画像。マイクロ CT 分析後の ARA 3000 BETA (Ara) は、石灰化した半月板と外側靱帯を示しています。 (B) 膝関節の石灰化組織の骨体積 (BV) と表面 (BS) の組織形態計測的分析。 結果は平均±SEMとして表されます。 *p < 0.05; ***p < 0.001 (OA コントロールと比較したダンのポストテストを伴う ANOVA テスト; n = 15 マウス)。

ここで、炎症性変形性関節症の代表である CIOA マウスモデルでは、ARA 3000 BETA が関節軟骨の分解を強力に保護する一方で、骨の変化に対するその効果はわずかであることを実証しました。 この研究では、この疾患の他の病型におけるARA 3000 BETAの効果を推測することはできませんが、主張されている抗炎症効果は、炎症が観察される他の病型でも観察される可能性があると予想される可能性があります。 この保護効果は、代表的な膝関節部分の標準的な組織学的分析だけでなく、CLSM および µCT テクノロジーによる組織全体の正確な組織形態計測分析によっても報告されました。

本研究は、IA経路が軟骨保存に最も効率的であることを強調したが、IA投与とIM投与の両方が骨端硬化症と軟骨下骨パラメーターを改善し、半月板と関節周囲靱帯の石灰化を軽減する傾向がある。 実際、7日目のARA 3000 BETA 5μLの単回IA注射は、少なくとも5週間の追跡調査の間、軟骨分解を低減するのに効果的でした。 比較すると、ARA 3000 BETA 50 µL の 4 回の IM 注射では、軟骨パラメーターの有意な改善はそれほど顕著ではなく、局所注射の方が効率的であることが示されました。 CLSM 分析により、健康な対照と比較して、治療を受けた膝関節の関節軟骨の厚さと体積がより大きいことが観察され、ARA 3000 BETA の再生効果の可能性が示唆されました。 しかし、この結果は組織学的分析では検証されず、平均OAスコアで示されるように健康な膝関節に軽度の病変が存在することが明らかになりました。 対側膝関節における病変の発生は、OA マウスモデルですでに記載されています 28,29。 これは、ARA 3000 BETA が軟骨を分解から保護するが、再生を誘導しないことを示唆しています。 ARA 3000 BETA のわずかな骨保護効果は、主に 1 回の IA 投与後の骨量の維持に関して観察されましたが、関節内石灰化を軽減するには 2 回の IA 注射の方がより効果的でした。 我々は、IM によって IA よりも 20 倍多くの量の化合物を注射しました。これが、治療の有効性を説明していると考えられます。 IM と IA の両方の投与経路は、変形性関節症、骨壊死、骨粗鬆症、骨損傷のさまざまなモデルで薬剤を効率的に送達するために一般的に使用されます 30、31、32、33、34。 したがって、本研究は、OA関連の変化から軟骨、および程度は低いが骨を保護するための低用量のARA 3000 BETAおよびIA投与の重要性を強調している。

これは、OA における FA の注射製剤の有益な役割を実証した最初の研究です。 以前の研究では、ラットの炎症性アジュバント誘発性関節炎に対するプラセボ対照研究におけるARA 3000 BETAの治療効果が報告されており、抗炎症効果が示唆されています23。 2つの研究でも、20頭と22頭のOA患者犬にARA 3000 BETAを1週間間隔で3回IM注射した後の有望な結果が報告されています22,35。 獣医師は痛みと機能の改善に気づきましたが、構造的放射線学的パラメータには改善が見られませんでした。 しかし、プラセボ対照が存在しない場合、ARA 3000 BETA の有効性は証明できませんでした。 これまで、OA の進行に対する FA の治療効果は、動物モデルで食事中のサプリメントを摂取することによって評価されてきました 36。 OA の犬にオメガ 3 PUFA が豊富な魚油を食事で補給すると、正常な食事を与えた犬と比較して、跛行、機能障害が改善され、不快感が軽減されました14、16、37、38。 対照的に、集団ベースの NEO 研究では、SFA および PUFA の血漿濃度と臨床的に定義された手の OA および構造的膝 OA との正の関連性が男性では報告されていますが、女性では報告されていません 39。 これは、動物のFAレベルと臨床的または構造的OAとの関連性を評価した最初の研究であり、今後の研究で確認する必要がある。 3 種類の FA を含む ARA 3000 BETA の注射製剤を使用することにより、FA の IM または IA 投与が OA の組織学的および構造的兆候を改善することを実証しました。 さらに、OA の犬に対する獣医療における ARA 3000 BETA の広範な使用は、副作用の報告がなく、薬剤の有益な効果を示す証拠を提供しています (https://lexmoor.com)。 犬では、注射時の一時的な痛みや注射部位のわずかな腫れが報告されています。 肉眼レベルでは、今回の研究では筋肉のわずかな腫れが明らかになり、これはおそらく注射量に関連していると考えられますが、治療後に行動痛は観察されませんでした。 したがって、本研究は、人間への翻訳が想定できるという概念の実証を提供します。

ARA 3000 BETA の作用機序は不明ですが、初代ヒト軟骨細胞に対してその軟骨保護効果が実証され、MMP-1、MMP-3、MMP-13、NO、および PGE223 の放出量が減少しました。 同様のデータが、OA 患者の軟骨細胞および軟骨外植片上でオレイン酸およびパルミチン酸 FA をインキュベートした後に報告されました 7。 炎症条件下では、オレイン酸とパルミチン酸が細胞に取り込まれ、MMP1とプロスタグランジンエンドペルオキシドシンターゼ2（PTGS2）の発現低下、およびグリコサミノグリカン（GAG）放出の低下が観察されました。 FA の骨への影響に関しては、破骨細胞形成に対して反対の効果が報告されています。 パルミチン酸などの SFA は RANKL 誘導性の破骨細胞形成を促進しますが、オレイン酸などの n-9 MUFA は、トリグリセリド合成に関与する酵素であるジアシルグリセロール アシルトランスフェラーゼ 1 (DGAT1) の活性化を通じてこのプロセスを阻止します 2,40。 製剤中の各化合物の相対濃度に応じて、破骨細胞形成促進効果と破骨細胞形成抑制効果の間の全体的なバランスは、骨の保護/再生の方にシフトする可能性があります。 抗炎症特性および骨保存特性とは別に、ARA 3000 BETA 製剤とその固有粘度は、粘性補充効果を通じて関節内腔で作用する可能性があります。 これはまだ調査されていませんが、より大きな動物でのさらなる研究が必要です。

結論として、我々は、炎症性OAにおけるFAの注射用コポリマーであるARA 3000 BETAの治療効果が、関節軟骨および骨病変に対して顕著な保護をもたらすことを実証した。 我々はIMおよびIA投与経路の臨床効率を検証しましたが、単回の低用量で軟骨の変化を効果的に保護するため、IA注射が好まれる可能性があります。 ARA 3000 BETA の作用機序と、OA に関与するシグナル伝達カスケードにおけるその役割を理解するにはさらなる研究が必要ですが、今回の結果は、臨床応用が疾患の進行を停止または遅延させる可能性があるという概念の実証を提供します。

この研究中に生成または分析されたすべてのデータは、この公開記事に含まれています。

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我々は、組織処理のための Réseau d'Histologie Expérimentale de Montpellier 組織学施設に感謝します。 「SMARTYプラットフォームとモンペリエの動物施設ネットワーク」にも感謝します。

研究はLEXMOOR研究所（フランス、サン・レミ・ド・プロヴァンス）から資金提供を受けました。 この研究は、ECELLFRANCE 非臨床モデル プラットフォーム (フランス、モンペリエ) によって実施され、研究デザイン、分析、解釈への干渉は認められていません。

IRMB、モンペリエ大学、INSERM、モンペリエ、フランス

カリーヌ・トゥーペ、クリスチャン・ヨルゲンセン、ダニエル・ノエル

ECELLFRANCE、モンペリエ大学、INSERM、CHU モンペリエ、モンペリエ、フランス

カリーヌ・トゥーペ、クリスチャン・ヨルゲンセン、ダニエル・ノエル

臨床免疫学および骨関節疾患治療ユニット、ラペロニー病院、モンペリエ、フランス

クリスチャン・ヨルゲンセン & ダニエル・ノエル

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KT: 実験作業、データ分析、原稿執筆。 CJ: 実験計画。 DN: 実験計画、データ分析、原稿執筆。 著者全員が原稿の批判的な改訂に参加し、最終版を承認しました。

ダニエル・ノエルへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Toupet, K.、Jorgensen, C. & Noël, D. 変形性関節症の有望な治療法としての脂肪酸の注射用コポリマー (ARA 3000 BETA)。 Sci Rep 13、7783 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-34206-8

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受信日: 2023 年 1 月 10 日

受理日: 2023 年 4 月 26 日

公開日: 2023 年 5 月 13 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34206-8

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