학술논문

Effects of facial subcutaneous injection of recombinant protein drug in Mucopolysaccharidosis Type II mice / 헌터 증후군 마우스 모델에서 재조합 단백질 약물의 얼굴 피하 주사 투여를 통한 안면 이형 개선 효과에 대한 연구
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
Mucopolysaccharidosis type II
Enzyme replacement therapy
iduronate-2-sulfatase
idursulfase beta
Hunter syndrome
Language
English
Abstract
Mucopolysaccharidosis type II (MPS II, Hunter syndrome) is caused by a deficiency of iduronate-2-sulfatase (IDS), which is involved in the lysosomal degradation of glycosaminoglycans (GAGs). This is caused by progressive damage in the affected tissues and includes facial dysmorphism, upper airway obstruction, cardiac valve disease, hepatosplenomegaly, skeletal abnormalities, stiff joints, and central nervous system problems. All patients with MPS II presented with coarse facial features due to the accumulation of GAGs in connective tissues. The mild form of disease has no characteristic mental impairment, although skeletal deformities and facial features can be present to the same degree as in the severe form. The currently approved intravenous (IV) enzyme replacement therapy (ERT) with recombinant IDS is ineffective for facial dysmorphism despite benefits including improvements in walking ability, pulmonary and respiratory function, reduced liver and spleen volume, and significantly reduced urinary GAG excretion. Therefore, most patients continued to present with infiltrated dysmorphic faces even with ERT via IV. We investigated the objective evaluation of facial dysmorphism in MPS II mice and the dose-response effects of a facial subcutaneous (SC) injection of a new recombinant protein drug. In this study, facial dysmorphism in MPS II mice was specifically described using a 3D scan technique that examined facial soft tissue landmarks and facial pathology. Additionally, as a part of monitoring the adverse effects of the SC procedure, we assessed weight gain change (%) and the death rate of mouse groups. There was no statistically significant difference in the results of facial dysmorphism in the only-IV-treated group compared to the non-treated group, but there was a significant difference in facial volume between the two groups (except B4) when compared with the IV-and-SC-treated group. Here, the results show that the initiation of IV and SC combination treatment in MPS II mice ameliorated subcutaneous facial volume. There was no weight loss in the IV-and-SC-treated group, so we suspected there was no large stress related to administration or serious adverse events against IDS in the MPS II mice. The facial volume and dermis thickness are strongly correlated, and 3D photography is far less invasive than facial tissue biopsy. In conclusion, this study suggests that adding ERT via facial SC injection may have a role in preventing the thickening of the dermis and thus reduce ensuing facial dysmorphism; this preventive approach may be more effective than any ameliorative approach. Importantly, the disease progression and drug efficacy in MPS II patients may be predictable based on the facial volume as it reflects the dermis thickness level of the face.
뮤코다당증 2형 (헌터 증후군)은 성염색체 열성으로 유전되는 리소좀 축적 질환의 하나로 글라이코사미노글리칸 (GAG) 을 분해하는데 관여하는 효소인 iduronate-2-sulfatase (IDS)의 결핍으로 인해 일어나는 질병이다. 헌터 증후군 환자는 몸의 모든 기관에 GAG가 축적되면서 여러 가지 증상을 보일 수 있는데 그중 거친 안면 이형의 외형은 환자와 보호자에게 고통을 야기할 수 있다. 이러한 거친 안면 이형은 중증과 경증의 형태 상관없이 동일한 정도로 나타날 수 있고 시간이 지날수록 악화되는 모습을 보인다. 현재 헌터 증후군 환자들에게 행해지는 효소 대체 요법으로 매주 정맥으로 투여 되는 IDS (0.5mg/kg) 치료는 보행 능력, 호흡기능 개선, 간 및 비장 용적 감소나 요중 GAG 배설 감소 등의 이점에도 불구하고 안면 피하 조직까지 효과적으로 도달하지 못하기 때문에 치료를 받는데도 불구하고 침윤된 얼굴 외형은 지속된다. 이에 헌터 증후군 마우스 모델에서 3차원 기술을 사용하여 안면 이형의 객관적인 평가와 안면 피하 병리 조직을 살펴보고 GAG 를 측정함으로 새로운 재조합 단백 약물의 안면 피하 주사 효과에 대해 연구하였다. 또한 피하 주사 시술에 대한 부작용에 대해 체중 변화와 사망률을 관찰하였다. 안면 피하 주사 효과에 관한 결과로 정맥 효소 치료를 한 헌터 증후군 마우스과 치료를 안 한 헌터 증후군 마우스 그룹을 비교했을 때, 안면 부피에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그러나 정맥 효소 치료를 한 헌터 증후군 마우스 그룹과 정맥과 안면 국소 치료(2.5mg/kg 이상)를 병행한 헌터 증후군 마우스 그룹을 비교 했을 때는 안면 부피에서 유의한 차이가 있었다. 이 결과는 헌터 증후군 마우스에게 정맥과 안면 국소 치료를 병행한 치료가 얼굴 부피를 개선시킬 수 있음을 보여준다. 또한 시술 관련 부작용 부분에도 정맥과 안면 국소 치료를 병행한 그룹이 치료를 받지 않은 그룹과 비교 시 체중 증가도 유의하게 높았고 사망률 차이도 없었기 때문에 치료에 대한 큰 스트레스 또는 심각한 부작용은 발생하지 않은 것을 알 수 있었다. 안면 국소 치료를 받은 그룹에서 안면 부피와 진피 두께는 강한 상관관계가 있었으며 3차원 사진으로 확인할 수 있는 안면 부피는 안면 조직 생검 보다 훨씬 덜 침습적인 방법으로 평가할 수 있기 때문에 향후 헌터 증후군 환자의 안면 질병 진행과 약물 효능은 3차원 기술의 안면 부피 측정을 기반으로 예측할 수 있겠다.