Plus de collagène dans le corps humain n’est pas toujours bon, et Karin Wuertz-Kozak étudie comment la maladie progresse en raison de l’augmentation de cette protéine importante.
Wuertz-Kozak a récemment reçu plus de 400 000 $ du programme de recherche médicale dirigée par le Congrès (CDMRP) pour étudier de nouvelles approches thérapeutiques pour la sclérodermie, une maladie auto-immune chronique qui implique une surproduction de collagène, également appelée fibrose.
Le collagène est l’une des protéines matricielles les plus importantes de votre corps. Et bien qu’une perte de collagène soit associée à de nombreuses maladies, la surproduction de collagène a également des effets néfastes, comme on le voit au cours de la sclérodermie. »
Karin Wuertz-Kozak, professeure dotée Kate Gleason, département de génie biomédical, Rochester Institute of Technology
Le CDMRP est une initiative de financement du ministère de la Défense visant à transformer les soins de santé et à encourager de nouvelles alternatives de traitement. Wuertz-Kozak est le premier membre du corps professoral du RIT à être financé par cette initiative, et elle s’associera à Benjamin Korman, médecin et professeur adjoint d’allergie/immunologie et de rhumatologie à l’Université de Rochester Medical Center, pour développer de nouveaux modèles de test et de traitement. options.
La sclérodermie n’est pas facile à diagnostiquer et, à ce jour, il existe des traitements limités pour cette maladie progressive qui entraîne un durcissement et un resserrement de la peau et une altération des mouvements. Il peut également affecter d’autres organes, tels que les poumons, où la fibrose et les cicatrices inhibent la respiration.
Wuertz-Kozak et son équipe développeront des modèles de peau 3D qui pourront être utilisés pour simuler et évaluer l’apparition, la progression et le traitement de la maladie fibrotique à l’aide d’une technologie de pointe appelée électrospinning. Le processus implique une haute tension appliquée à une solution de polymère créant de minuscules fibres nanométriques. Le matériau accumulé sur une plaque collectrice mise à la terre ressemble à des fibres de collagène naturel.
« En utilisant des variations dans ce processus et les polymères sélectionnés, vous pouvez créer des constructions nanofibreuses simulant différents types de tissus », a-t-elle déclaré. « Nous avons commencé à le faire comme un moyen d’avoir un système à haut débit plus rentable et contrôlable pour les tests cutanés qui peut être utilisé comme alternative aux tests sur les animaux. Pour notre modèle de peau, nous combinons l’électrofilage classique avec l’électrofilage cryogénique pour créer bi -des constructions tissulaires en couches qui simulent la structure dense de l’épiderme et la structure plus pelucheuse du derme. »
Il y a plusieurs aspects dans le projet global. La première consiste à développer un modèle de peau fibrosée à l’aide de cette technique à double couche. Pour induire une surproduction de collagène, les cellules dermiques ensemencées dans ces porteurs nécessitent des stimuli supplémentaires, tels qu’un traitement avec le facteur de croissance TGF-bêta et une exposition au sérum de patients atteints de sclérodermie, a-t-elle expliqué.
Dans la deuxième partie du projet, la formation de Wuertz-Kozak en tant que pharmacien devient évidente. Avant de venir au RIT, elle a suivi une formation en pharmacologie et possède une vaste expérience en recherche orthopédique et en biomécanique. Cette expérience est essentielle car elle étudie si la surproduction de collagène dans ce modèle – et finalement chez les patients – peut être inversée ou interrompue par des approches pharmacologiques.
« Les premiers résultats semblent vraiment prometteurs », a déclaré Wuertz-Kozak, qui travaille sur les canaux ioniques dans la santé et la maladie depuis plus de cinq ans.
Le projet interdisciplinaire s’étend sur trois ans. Les premiers travaux avaient été menés par Andrea De Pieri, qui a rejoint le laboratoire de régénération tissulaire et de mécanobiologie de Wuertz-Kozak en 2020 en tant que chercheur post-doctoral. Il est originaire d’Italie et a obtenu son doctorat. en Irlande. Plus récemment, Patricia Alvaro Llopis d’Espagne a rejoint l’équipe.
Wuertz-Kozak est elle-même une universitaire internationale. Originaire d’Allemagne, elle a travaillé dans le Vermont et en Suisse avant de rejoindre le Kate Gleason College of Engineering du RIT en 2019. Son expertise consiste à comprendre les mécanismes cellulaires et les pathologies sous-jacentes de l’inflammation vers de nouvelles options de traitement et de régénération tissulaire et de réduction de la douleur. Elle a acquis près de 2 millions de dollars en financement organisationnel depuis qu’elle a rejoint RIT et est impliquée dans de nombreuses collaborations de recherche nationales et internationales.
« Notre recherche jettera les bases pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents au développement et à la progression de la sclérodermie », a déclaré Wuertz-Kozak. « Cela pourrait être un moyen d’améliorer les soins et la qualité de vie des personnes touchées par les altérations cutanées induites par la sclérodermie. »