The Efficacy of Intra-articular Injection of a Selective Inhibitor of Smad1/5/8 pathway (Engedi 1000) for the Treatment of Osteoarthritis in Dogs

Abstract

Transforming growth factor-β (TGF-β) plays an important role in the joints, causing osteoarthritic change in osteoarthritic joints. I investigated the efficacy of the intra-articular injection of the peptide drug Engedi 1000, which selectively inhibits the Smad1/5/8 pathway by inhibiting the action of TGF-β, for treating osteoarthritis (OA) in dogs. Forty-one client-owned dogs were divided into four treatment groups: Control, Engedi 1000, nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), and NSAIDs + Engedi 1000. The effects of the Engedi 1000 were assessed via orthopedic examinations, owner assessment of outcomes, radiographic examinations, and blood analysis. Orthopedic examination results show that the mean lameness and pain grades significantly improved after treatment in the Engedi 1000 group (P < 0.05) but not in the control group. The pain grades were significantly different between the Engedi 1000 and control groups at 4 and 12 weeks after treatment (P < 0.05). The NSAIDs + Engedi 1000 and NSAIDs groups both showed significant post-treatment improvements in the lameness and weight-bearing grades (P < 0.05), but only the NSAIDs + Engedi 1000 group showed significant post-treatment improvements in the pain grade (P < 0.05). The relative serum matrix metallopeptidase-13 levels were also significantly lower after treatment than before treatment in the Engedi 1000 group (P < 0.01). Moreover, no specific side effects were observed on radiographic examination or blood analysis when using Engedi 1000. These results show that Engedi 1000 has a therapeutic effect on OA in dog and has no specific adverse effects. In conclusion, intra-articular injection of Engedi 1000 could be an alternative treatment for OA in dogs.

TGF-β는 정상 관절의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 하며 골관절염이 있는 관절에서 골관절염이 생기게 하는 변화를 만든다. 본 연구에서는 골관절염이 있는 개에서 TGF-β를 억제하여 Smad1/5/8 경로를 선택적으로 억제하는 펩타이드 약물인 Engedi 1000을 관절 내로 주입하여 골관절염이 생기는 변화를 억제함으로써 치료 효과가 나타나는지 살펴보았다. 보호자가 있는 41마리의 개를 대상으로 네 군으로 나누었다: 대조군, Engedi 1000 처치군, 비스테로이드성 진통소염제 처치군, 비스테로이드성 진통소염제와 Engedi 1000을 같이 처치한 군. Engedi 1000의 골관절염에 대한 치료 효과는 정형검사와 보호자의 치료 반응에 대한 평가, 영상학적 검사와 혈액검사를 통해 평가하였다. 정형검사에서 Engedi 1000을 처치한 군은 치료 전에 비해 파행도와 통증의 개선이 유의적으로 나타났으나 대조군에서는 그렇지 않았다. 또한 특히 통증부분에서는 두 군 간의 유의적인 차이를 보였다. 비스테로이드성 진통소염제와 Engedi 1000을 같이 처치한 군과 비스테로이드성 진통소염제를 처치한 군에서도 치료 전에 비해 파행도와 부중도의 개선이 유의적으로 나타났으나 통증부분에서는 비스테로이드성 진통소염제와 Engedi 1000을 같이 처치한 군에서만 유의적인 차이가 나타났다. Engedi 1000을 처치한 군에서는 혈청 matrix metallopeptidase-13의 수치가 치료 전에 비해 치료 후에 유의적으로 감소함을 확인하였다. 영상검사 및 혈액검사에서 Engedi 1000을 사용한 경우에 특이적인 부작용이 보이지는 않았다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 본 연구에서는 Engedi 1000이 골관절염이 있는 개에서 치료 효과가 있으며 특별히 큰 부작용이 없다고 평가하였다. 결론적으로 Engedi 1000의 관절 내 주사는 골관절염이 있는 개에서 하나의 치료적 대안이 될 수 있을 것이다.