Ultrasound-guided DNA delivery for regenerative medicine

用于再生医学的超声引导 DNA 递送

基本信息

  • 批准号:
    10113360
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 69.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-05-01 至 2022-06-16
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT We propose to develop a system of in vivo ultrasound-mediated nucleic acid targeting for regenerative medicine. As experts in skeletal tissue regeneration, we intend to provide proof of concept in orthopedic injury models, first. Nonunion bone fractures and tendon/ligament tears are unmet clinical needs in the field of orthopedic medicine and require the development of novel therapies. Current treatments to nonunion fractures and ligament tears include autografts and allografts, which all involve serious complications and prolonged periods of healing and loss of mobility. Bone Morphogenetic Protein (BMP) gene delivery, accomplished using viruses, has been shown to induce healing of nonunion fractures in rodents and large animals. While viral vectors are the most efficient gene delivery tools, they also introduce potential risks of tumorigenic and immunogenic reactions. Nonviral vectors are considered safer for human use, albeit much less efficient for gene expression. An alternative physical method of gene transfection termed sonoporation is especially attractive for clinical applications due to the widespread use of ultrasound in the clinic today. Here, we will employ local injection of microbubbles and subsequent ultrasound imaging and therapy to achieve high efficiency local transfection. Recently we were able to demonstrate that ultrasound-based BMP-6 gene delivery yielded complete segmental bone defect repair in a mini-pig model (Science Translational Medicine, 2017). Furthermore, a similar approach was used to deliver plasmid DNA to bone tunnels created for the ligament reconstruction in a minipigs knee joints. However, currently three main hurdles prevent widespread implementation of sonoporation for orthopaedic surgery: 1. The segmental fracture site poses a unique metal- bone-soft tissue interface, which causes strong ultrasound reflections; 2. It is difficult to target the ultrasonic pulse into narrow bone tunnels for tendon/ligament graft osseointegration, and 3. The control of cavitation activity is also a hurdle and an opportunity for innovation and clinical advancements. Here we propose to rely on the extensive expertise of the Ferrara group in the field of ultrasound–controlled drug delivery to overcome the abovementioned hurdles and promote ultrasound mediated skeletal regenerative engineering to the clinic. We propose two aims: Aim 1: Engineer and test image-guided transfection for critical-size bone fractures. Goal: 1A) Develop transducer and software to sweep the US beam within a 3D volume while mapping and controlling cavitation activity. Goal: 1B) Test the efficacy of fracture healing in a pig critical-size fracture model. Aim 2: Engineer and test image-guided transfection customized for ligament/tendon bone tunnels. Goal: 2A) Develop transducer and software to direct the US beam within a bone tunnel while mapping and controlling cavitation activity. 2B) Test the efficacy of enhanced repair in a pig ligament reconstruction model. If successful, this project could be highly beneficial for numerous clinical applications beyond orthopedic targets, including cancer therapy.
抽象的 我们建议开发一个体内超声介导的核酸靶向重生系统 药品。作为骨骼组织再生的专家,我们打算提供骨科损伤的概念证明 模型,首先。骨不骨骨折和肌腱/韧带撕裂是未满足的临床需求 骨科医学需要开发新疗法。当前对骨不骨骨折的治疗 韧带眼泪包括自体移植和同种异体移植物,所有这些都涉及严重的并发症并延长 康复期和流动性丧失。骨形态发生蛋白(BMP)基因递送,使用 病毒已被证明可诱导啮齿动物和大动物中骨不连断裂的愈合。虽然病毒 向量是最有效的基因输送工具,它们还引入了肿瘤症和 免疫原性反应。非病毒载体被认为对人类的使用更安全,尽管效率较低 基因表达。尤其是称为somotoration的基因转染的另一种物理方法是 由于当今诊所的超声使用宽度,对临床应用有吸引力。在这里,我们会的 员工局部注入微泡以及随后的超声成像和治疗,以达到高 效率本地翻译。最近,我们能够证明基于超声的BMP-6基因 输送在迷你铅模型中产生了完全节骨缺损修复(科学翻译医学, 2017)。此外,使用类似的方法将质粒DNA输送到为骨隧道提供的 韧带重建在膝关节关节中。但是,目前的三个主要障碍阻止了宽度 实施骨科手术的超声层:1。节段骨折部位构成独特的金属 - 骨软组织界面,会引起强大的超声反射; 2。很难针对超声波 将肌腱/韧带移植骨整合的狭窄骨隧道脉冲,3。 活动也是创新和临床进步的障碍和机会。我们建议在这里依靠 在超声控制的药物输送领域,费拉拉集团的广泛专业知识以克服 上述障碍并促进了诊所的超声介导的骨骼再生工程。 我们提出了两个目的:目标1:工程师和测试图像引导的翻译,用于临界大小的骨折。 目标:1A)开发传感器和软件,以在映射和映射时将美国光束扫荡在3D卷中 控制空化活动。目标:1B)测试猪临界大小骨折模型中断裂愈合的效率。 AIM 2:针对韧带/肌腱骨隧道定制的工程师和测试图像引导的翻译。目标:2a) 开发换能器和软件,以在绘制和控制的同时将美国光束引导到骨隧道内 空化活动。 2b)测试猪韧带重建模型中增强修复的效率。如果 成功,该项目可能对骨科目标以外的众多临床应用非常有益, 包括癌症治疗。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

DAN GAZIT其他文献

DAN GAZIT的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('DAN GAZIT', 18)}}的其他基金

Diagnosis of Discogenic Low Back Pain Using pH Level-Dependent MRI
使用 pH 值依赖的 MRI 诊断椎间盘源性腰痛
  • 批准号:
    8722766
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
Quantitative Multiparametric MRI to Assess the Effect of Stem Cell Therapy on Chronic Low Back Pain
定量多参数 MRI 评估干细胞疗法对慢性腰痛的效果
  • 批准号:
    10302173
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    9114079
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    9281787
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    8073071
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    8910905
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    8522518
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    8269970
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    8473204
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
PTH Effects of Craniofacial Allografts
颅面同种异体移植物的 PTH 效应
  • 批准号:
    7727220
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:

相似国自然基金

菌根真菌介导的同种密度制约对亚热带森林群落物种共存的影响
  • 批准号:
    32371600
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
B7H4-LILRB4信号调控B细胞代谢重编程机制在同种抗体产生及防治AMR中的作用
  • 批准号:
    82371792
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用HERV-K(HML-2)多态性探讨不同种族群体的遗传多样性和疾病易感性差异
  • 批准号:
    32200491
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
抗骨髓瘤的新型同种异体嵌合抗原受体T(CAR T)细胞疗法研发
  • 批准号:
    82270210
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    68 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用HERV-K(HML-2)多态性探讨不同种族群体的遗传多样性和疾病易感性差异
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Development of engineered fasciocutaneous skin flaps
工程筋膜皮瓣的开发
  • 批准号:
    10715063
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
Mapping single nephron glomerular filtration rate with mechanisms of autoregulation in the kidney using magnetic resonance imaging
使用磁共振成像绘制单肾单位肾小球滤过率与肾脏自动调节机制
  • 批准号:
    10732632
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
Translating Novel Peripheral Nerve Allograft Technologies Toward Clinical Use
将新型周围神经同种异体移植技术转化为临床应用
  • 批准号:
    10660790
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
Leaf-Derived Vascular Scaffolds (LeaVS): A multifunctional platform for skin regeneration
叶源血管支架(LeaVS):皮肤再生的多功能平台
  • 批准号:
    10579706
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
Role of antigen-specific T cells in immunotherapy-associated acute interstitial nephritis and kidney allograft rejection
抗原特异性 T 细胞在免疫治疗相关急性间质性肾炎和肾同种异体移植排斥中的作用
  • 批准号:
    10351987
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 69.09万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了