Подавление p21 как терапевтическая стратегия восстановления очаговых повреждений хряща

Очаговые дефекты суставного хряща не обладают достаточной собственной способностью к регенерации и могут прогрессировать до остеоартрита, поскольку эффективного лечения, способного замедлить, остановить или обратить дегенерацию хряща, не существует. Клеточное старение, характеризующееся повышенной экспрессией p21 (CDKN1A), подавляет пролиферацию хондроцитов и восстановление хряща. Мы предположили, что направленное подавление p21 с помощью лентивирусной доставки усилит регенерацию хряща. Были созданы лентивирусные векторы shRNA, направленные против p21, и контрольные векторы с неспецифической последовательностью, содержащие репортёр tdTomato. In vitro с использованием этих векторов трансдуцировали синовиальные прогениторные клетки мыши и преостеобласты MC3T3E1, после чего методом количественной ОТ-ПЦР определяли содержание мРНК p21. Анализ клеточного цикла выполняли методом проточной цитометрии. In vivo иммунодефицитным мышам (B6.Cg-Prkdc/SzJ) и иммунокомпетентным мышам (C57BL6) наносили полнослойные дефекты хряща, после чего внутрисуставно вводили shRNA против p21 или контрольную shRNA с неспецифической последовательностью. Восстановление хряща оценивали с помощью окрашивания сафранином O, а тканевая цитометрия позволяла количественно оценить трансдукцию лентивирусом и подавление p21 в хондроцитах. In vitro применение shRNA против p21 обеспечило снижение содержания мРНК p21 примерно на 80% и увеличило долю клеток в фазе G2/M. In vivo лечение shRNA против p21 значительно улучшило восстановление хряща у мышей обоих штаммов. Тканевая цитометрия выявила эффективность трансдукции 90%; доля клеток, экспрессирующих p21, снизилась примерно с 90 до 30%. По данным корреляции Спирмена, между экспрессией p21 и результатами восстановления выявлена значимая отрицательная корреляция. Внецелевой перенос в печень у неповреждённых животных был минимальным, но увеличивался у животных с повреждением; при этом морфологических признаков гепатотоксичности не наблюдалось. Подавление p21 с помощью лентивирусной shRNA эффективно стимулирует регенерацию хряща, что подтверждает перспективность воздействия на p21 и/или сигнальный путь p21 как терапевтической стратегии восстановления хряща.