Advanced

Gene therapy in a new model of delayed wound healing

Velander, Patrik LU (2010) In Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series 2010:86.
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Diabetes är en folksjukdom där c:a 350000 människor i Sverige är drabbade. Fotsår är en vanlig komplikation vid diabetes, och sådana svårläkta sår leder till c:a 700 diabetesrelaterade amputationer årligen. Såväl såren som amputationssituationen orsakar funktionshinder, smärta, sociala bekymmer samt psykisk stress för dem som drabbas. Att utveckla nya och förbättrade behandlingar för sårläkning är angeläget, men det finns idag igen riktigt bra sårläkningsmodell som lämpar sig för forskning inom detta område.

Syftet med detta projekt var att utveckla en ny djurmodell för diabetisk sårläkning som kan användas i forskningsarbetet. Modellen skulle inte bara medge möjlighet att värdera nya... (More)
Popular Abstract in Swedish

Diabetes är en folksjukdom där c:a 350000 människor i Sverige är drabbade. Fotsår är en vanlig komplikation vid diabetes, och sådana svårläkta sår leder till c:a 700 diabetesrelaterade amputationer årligen. Såväl såren som amputationssituationen orsakar funktionshinder, smärta, sociala bekymmer samt psykisk stress för dem som drabbas. Att utveckla nya och förbättrade behandlingar för sårläkning är angeläget, men det finns idag igen riktigt bra sårläkningsmodell som lämpar sig för forskning inom detta område.

Syftet med detta projekt var att utveckla en ny djurmodell för diabetisk sårläkning som kan användas i forskningsarbetet. Modellen skulle inte bara medge möjlighet att värdera nya behandlingar för diabetiska sår i vid bemärkelse utan också kunna belysa betydelsen av olika former av cellterapi och genterapi. Eftersom grishud har stora likheter med människans hud valdes grisen som bas för den diabetiska sårläkningsmodellen.

I det första delprojektet visades att inducerad diabetes hos grisar leder till försämrad sårläkning som i allt väsentligt liknar den hos människa med diabetes.

I det andra delprojektet visades att sårläkningen förbättrades hos diabetiska grisar genom att tranplantera antingen hudceller eller bindvävsceller. Resultaten från studien ledde också till tanken att använda dessa celler som bärare nya gener med läkningsbefrämjande effekter.

I det tredje delprojektet användes således hudceller som transportmedel for en gen som producerar tillväxtfaktorn insulin like growth factor I (IGF-1). Transplantation av dessa IGF-1-innehållande celler visade kraftig utökad produktion av IGF-1 i sårområdet samt förbättrad sårläkning.

I det fjärde delprojektet användes hudceller från en annan donator med en gen som producerar tillväxtfaktorn epidermal growth factor (EGF). Transplantation av dessa celler i normala icke-diabetiska sår ledde till kraftig utökad produktion av EGF i sårområdet samt förbättrad sårläkning.

I det femte delprojektet användes kunskapen från fjärde delprojektet, och hudceller med tillsatt gen för EGF tranplanterades i sår på diabetiska grisar. Produktionen av EGF blev kraftigt ökad i sårområdet och läkningen blev påfallande förbättrad.

Tillsammans har dessa studier lett till utvecklingen av en ny diabetisk sårläkningsmodell på gris och denna lämpar sig väl för forskning kring diabetisk sårläkning. Studierna har därtill lett till insikter om hur celler kan användas i kombination med genterapi för att förbättra sårläkning vid diabetes. (Less)
Abstract
Diabetes wounds result in significant morbidity, prolonged hospitalization and huge health care expenses.

As of yet, no optimal animal models of diabetic wound healing exist to study potential beneficial therapies.

Porcine wound healing is very similar to human wound healing. We stipulated that by inducing diabetes in

yorkshire pigs, wound healing would be delayed and exhibit abnormalities similar to those seen in human

diabetic wound healing. Furthermore we hypothesized that cell therapy and gene therapy may enhance epidermal

healing in this model of delayed wound healing.

In study one, we establish a delayed wound healing model in yorkshire pigs, mimicking diabetic

wound... (More)
Diabetes wounds result in significant morbidity, prolonged hospitalization and huge health care expenses.

As of yet, no optimal animal models of diabetic wound healing exist to study potential beneficial therapies.

Porcine wound healing is very similar to human wound healing. We stipulated that by inducing diabetes in

yorkshire pigs, wound healing would be delayed and exhibit abnormalities similar to those seen in human

diabetic wound healing. Furthermore we hypothesized that cell therapy and gene therapy may enhance epidermal

healing in this model of delayed wound healing.

In study one, we establish a delayed wound healing model in yorkshire pigs, mimicking diabetic

wound healing, by injecting streptozotocin intravenously. High serum glucose was established and wound

healing was considerably delayed and showed alterations in the intrinsic pathways.

In study two, transplantation of suspensions of fibroblasts or keratinocytes enhanced re-epithelialization

in this new model of delayed wound healing.

In study three, the beneficial effect of transplanting keratinocytes seen in study two was enhanced

by transfecting keratinocytes with a plasmid coding for IGF-1. Results showed a substantial over expression

of IGF-1 in the wound as well as improved epidermal healing in the treated group.

In study four, the beneficial effect of allogenic cells transfected with EGF was shown in healthy

non-diabetic pigs.

In study five, the beneficial effect of EGF seen in study four, was taken into account and autologous

keratinocytes transfected with EGF were transplanted into cutaneous wounds in our model of delayed

wound healing. Clear beneficial effects were demonstrated.

Collectively, we demonstrate a new model of delayed wound healing in the pig which mimicks

deficiencies seen in diabetic wounds. We were able to accelerate wound healing in this model by using cell

therapy and further improved it using gene therapy. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Professor Lindahl, Anders, Göteborgs Universitet
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
IGF-1, Gene therapy, Diabetes, Animal model, EGF
in
Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
volume
2010:86
pages
59 pages
publisher
Lund University
defense location
Medicinska klinikens Aula, Ingång 35, SUS, Malmö
defense date
2010-10-21 13:00
ISSN
1652-8220
ISBN
978-91-86671-02-0
language
English
LU publication?
yes
id
895cecea-30b1-4e48-ab9f-bffa62d2d9a8 (old id 1687409)
date added to LUP
2010-10-06 07:58:43
date last changed
2018-05-29 10:52:04
@phdthesis{895cecea-30b1-4e48-ab9f-bffa62d2d9a8,
  abstract     = {Diabetes wounds result in significant morbidity, prolonged hospitalization and huge health care expenses.<br/><br>
As of yet, no optimal animal models of diabetic wound healing exist to study potential beneficial therapies.<br/><br>
Porcine wound healing is very similar to human wound healing. We stipulated that by inducing diabetes in<br/><br>
yorkshire pigs, wound healing would be delayed and exhibit abnormalities similar to those seen in human<br/><br>
diabetic wound healing. Furthermore we hypothesized that cell therapy and gene therapy may enhance epidermal<br/><br>
healing in this model of delayed wound healing.<br/><br>
In study one, we establish a delayed wound healing model in yorkshire pigs, mimicking diabetic<br/><br>
wound healing, by injecting streptozotocin intravenously. High serum glucose was established and wound<br/><br>
healing was considerably delayed and showed alterations in the intrinsic pathways.<br/><br>
In study two, transplantation of suspensions of fibroblasts or keratinocytes enhanced re-epithelialization<br/><br>
in this new model of delayed wound healing.<br/><br>
In study three, the beneficial effect of transplanting keratinocytes seen in study two was enhanced<br/><br>
by transfecting keratinocytes with a plasmid coding for IGF-1. Results showed a substantial over expression<br/><br>
of IGF-1 in the wound as well as improved epidermal healing in the treated group.<br/><br>
In study four, the beneficial effect of allogenic cells transfected with EGF was shown in healthy<br/><br>
non-diabetic pigs.<br/><br>
In study five, the beneficial effect of EGF seen in study four, was taken into account and autologous<br/><br>
keratinocytes transfected with EGF were transplanted into cutaneous wounds in our model of delayed<br/><br>
wound healing. Clear beneficial effects were demonstrated.<br/><br>
Collectively, we demonstrate a new model of delayed wound healing in the pig which mimicks<br/><br>
deficiencies seen in diabetic wounds. We were able to accelerate wound healing in this model by using cell<br/><br>
therapy and further improved it using gene therapy.},
  author       = {Velander, Patrik},
  isbn         = {978-91-86671-02-0},
  issn         = {1652-8220},
  keyword      = {IGF-1,Gene therapy,Diabetes,Animal model,EGF},
  language     = {eng},
  pages        = {59},
  publisher    = {Lund University},
  school       = {Lund University},
  series       = {Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series},
  title        = {Gene therapy in a new model of delayed wound healing},
  volume       = {2010:86},
  year         = {2010},
}