Họ cho thấy mục tiêu cụ thể ở protein qua chuột, đưa nó vào trạng thái quá tải và ngăn chặn quá trình thoái hóa sụn theo thời gian. Dựa trên phát hiện đó, việc điều trị cho chuột bị thoái hóa sụn đầu gối do phẫu thuật thông qua kỹ thuật nanomedicine hiện đại làm giảm đáng kể tình trạng thoái hóa sụn và đau đầu gối. Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Science Translational Medicine.

Giáo sư Ling Qin, cho biết: "Phòng thí nghiệm của chúng tôi là một trong số ít trên thế giới nghiên cứu về tín hiệu của thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR) trong sụn, chúng tôi đã phát hiện ra rằng sự thiếu hụt hoặc bất hoạt EGFR làm tăng tốc độ tiến triển thoái hóa khớp ở chuột. Do đó, sự kích hoạt của nó có thể được sử dụng để điều trị viêm xương khớp và trong nghiên cứu này, lần đầu tiên chúng tôi đã chứng minh được khi kích hoạt quá mức EGFR bên trong đầu gối sẽ ngăn chặn sự tiến triển của viêm xương khớp”.

Những thử nghiệm từ các phòng thí nghiệm khác hoạt động với EGFR đã cho kết quả "khó hiểu và gây tranh cãi". Nhưng phòng thí nghiệm của Ling Qin đã tìm ra mối liên hệ giữa viêm xương khớp và thiếu hụt EGFR, điều này tạo nên nền tảng cho giả thuyết của họ. Họ so sánh những con chuột điển hình với chuột có phân tử liên kết với EGFR, được gọi là phối tử, có biểu hiện quá mức trong tế bào chondrocytes, các khối tạo ra sụn. Sự biểu hiện quá mức này dẫn đến việc kích hoạt mạnh tín hiệu EGFR trong sụn đầu gối. Khi kiểm tra chúng, chuột có HBEGF biểu hiện quá mức (phối tử EGFR) được phát hiện thường xuyên có sụn mở rộng, có nghĩa là nó không bị mòn đi như những con chuột có hoạt động EGFR bình thường. Hơn nữa, khi những con chuột này ở độ tuổi trưởng thành, sụn của chúng có khả năng chống lại sự thoái hóa và nhiều dấu hiệu khác của viêm xương khớp, ngay cả khi sụn chêm của chúng bị hư hỏng.

Để chứng minh thêm rằng EGFR được kích hoạt quá mức là lý do cho khả năng phục hồi của chuột, nhóm nghiên cứu phát hiện ra phương pháp điều trị bằng gefitinib, được tạo ra để ngăn chặn chức năng EFGR, đã lấy đi lớp bảo vệ chống lại sự thoái hóa sụn. Với tất cả những kiến ​​thức thu được, họ đã hướng đến giải pháp điều trị lâm sàng tiềm năng. Trong một loạt thử nghiệm mới, họ sử dụng phương pháp trị liệu nano bằng cách gắn phối tử EGFR mạnh, biến đổi yếu tố tăng trưởng-alpha, lên các hạt nano tổng hợp, để tiêm vào những con chuột đã bị tổn thương sụn ở đầu gối.

GS. Zhiliang Cheng tại Penn Engineering giải thích: “Các phối tử EGFR tự do có thời gian suy thoái ngắn và không thể được giữ lại bên trong bao khớp do kích thước nhỏ. Các hạt nano giúp bảo vệ chúng khỏi sự suy thoái, hạn chế chúng trong khớp, giảm độc tính và đưa chúng vào sâu bên trong sụn dày đặc để tiếp cận tế bào chondrocytes”.

Khi những con chuột được tiêm liệu pháp nano này, đã làm chậm quá trình thoái hóa sụn và cứng xương, cũng như giảm đau đầu gối. Và không có tác dụng phụ lớn nào được thấy ở những con chuột được điều trị.

Đồng tác giả nghiên cứu, Jaimo Ahn, cho biết: "Trong khi nhiều khía cạnh kỹ thuật của ứng dụng này vẫn cần được hoàn thiện, khả năng ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình thoái hóa khớp bằng cách tiêm thuốc thay vì phẫu thuật sẽ thay đổi đáng kể cảm giác và chức năng của chúng ta khi chúng ta già đi và sau chấn thương”. Việc điều trị có thể sẽ diễn ra trong một thời gian ngắn khi thử nghiệm trên người, nhưng các hạt nano được sử dụng đã được thử nghiệm lâm sàng và được coi là an toàn, giúp dễ dàng chuyển sang sử dụng lâm sàng hơn.