Percutaneous Application of a Cell Permeable Form of Methotrexate Improved Collagen Induced Arthritis without Systemic Adverse Effects

Abstract

[한글]메토트렉세이트(methotrexate, MTX)는 류마티스 관절염

치료의 가장 중요한 약물이다. 하지만 좋은 효과에도 불구하고

다양하고 심각한 전신적인 부작용을 유발할 수 있다. 치료적

효과를 유지하면서 약제에 의한 부작용을 줄이기 위해서

메토트렉세이트에 인간 전사 인자의 일종인 Hph-1의 일부

단백을 이용한 새로운 단백 전달 영역 (protein transduction

domain, PTD)을 결합하여 세포 투과성을 지닌 메토트렉세이트

(Hph-1-MTX)를 개발하였다. Hph-1-MTX의 피부 투과

효능은 Franz cell 장치를 이용하여 입증하였고, Hph-1-MTX에

형광 물질을 결합한 뒤 피부에 도포하여 관절 주위로 침투하는

것을 확인하였다. 콜라겐 유도성 관절염 쥐 모델에서 Hph-1-

MTX을 피부에 도포하였을 때 약물의 농도에 비례하여

관절염의 증상을 호전시켰고, 삼차원 미세 컴퓨터 단층 촬영을

통해서 평가하였을 때 관절의 형태를 유의하게 보존하였다.

또한 Hph-1-MTX의 피부 도포는 염증성 사이토카인과 관절

파괴적인 효소들의 발현과 분비를 전신적인 부작용 없이, 관절

조직과 혈청에서 유의하게 감소시켰다. 따라서 세포 투과성

Hph-1-MTX는 류마티스 관절염의 새로운 치료 방법으로서의

의미를 지니며, 메토트렉세이트를 전신적으로 투여할 수 없는

환자의 경우나 약물에 불응적인 몇 개의 작은 관절에 국한된 염증을 가진 환자에서 전신적인 부작용 없이 안전하게 사용할

수 있을 것이다.

[영문]Methotrexate (MTX) is the mainstay for the treatment of rheumatoid arthritis, however, it may induce serious complications. To maintain the therapeutic efficacy and reduce the complication of MTX, we generated a cell permeable form of MTX by conjugating the novel protein transduction domain (Hph-1-MTX) to MTX. Skin-penetration efficiency of Hph-1-MTX was proved using Franz cell, and strong fluorescence of percutaneous Hph-1-MTX labeled with FITC was detected around joints. Percutaneous Hph-1-MTX significantly improved symptoms and preserved joint-structures in CIA mice in a dose-dependent manner, which was also revealed by 3D-CT scan. Percutaneous Hph-1-MTX markedly decreased the expression of inflammatory cytokines in inflamed joints as well as their serum concentration without side effects. Thus, a cell permeable form of Hph-1-MTX can be a new therapeutic modality in rheumatoid arthritis patients with several and refractory joints affected and those in whom serious complications may be expected due to systemic MTX administration.