Razvoj terapije za spinalnu mišićnu atrofiju: Perspektive za mišićne distrofije i neurodegenerativne poremećaje 10. dio

ASO tretmani za mišićne distrofije

Duchenneova mišićna distrofija (DMD) i Beckerova mišićna distrofija (BMD), dva oblika X-vezane mišićne distrofije uzrokovane su mutacijama u genu distrofina. DMD se javlja s incidencijom od oko 1:5000, dok BMD pogađa djecu s incidencijom od 1:30 000 [155].

Duchenneova mišićna distrofija je rijetka genetska bolest koja uzrokuje slabost mišića, umor, ukočenost i druge simptome. Međutim, većina pacijenata još uvijek može održati svoje živote i vježbati sposobnosti kroz liječenje lijekovima i rehabilitacijski trening, a njihov odnos s pamćenjem možda neće biti značajno pogođen.

Mnogi ljudi s Duchenneovom mišićnom distrofijom mogu pokazati izvrsne vještine pamćenja u školi, na poslu i u životu. Istraživanja pokazuju da to ima mnogo veze s njihovim sposobnostima samoupravljanja i strategijama suočavanja. Budući da bolest uzrokuje umor i slabost mišića, pacijenti često trebaju bolje organizirati svoje vrijeme i aktivnosti kako bi maksimalno iskoristili svoje najaktivnije sate. Ova sposobnost također vježba njihove sposobnosti samokontrole i samoupravljanja, što zauzvrat pomaže u poboljšanju njihove sposobnosti pamćenja i učenja.

Stoga, iako će Duchenneova mišićna distrofija imati određeni utjecaj na fizičko zdravlje ljudi, to ne znači da će oboljeli neizbježno zaostajati za običnim ljudima u pogledu pamćenja i sposobnosti učenja. Naprotiv, oni imaju veću prednost u samoupravljanju i strategijama suočavanja, što im također pomaže u postizanju boljih rezultata u studiju i natjecanju na radnom mjestu. Stoga se prema ovoj bolesti i oboljelima trebamo odnositi s pozitivnim stavom te im dati više podrške i ohrabrenja kako bi imali zdraviji i ispunjeniji život. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje, jer Cistanche deserticola ima antioksidativno, protuupalno i anti-age djelovanje, što može pomoći u smanjenju oksidacije i upalnih reakcija u mozgu, čime štiti zdravlje živčanog sustava. Osim toga, Cistanche deserticola također može pospješiti rast i popravak živčanih stanica, čime se poboljšava povezanost i funkcija neuronskih mreža. Ovi učinci mogu poboljšati pamćenje, učenje i brzinu razmišljanja, a također mogu spriječiti razvoj kognitivne disfunkcije i neurodegenerativnih bolesti.

Pritisnite Know za poboljšanje kratkoročnog pamćenja

Teški oblik, DMD, obično počinje prije 4 godine. Pogođeni dječaci gube pokretljivost oko 12. godine i dobivaju ventilaciju do 18. godine [119]. Prosječni životni vijek danas je 20-30 godina zbog napretka u njezi srca i dišnog sustava.

Za razliku od SMA, spektar mutacija u DMD je širok i kreće se od točkastih mutacija do delecija, kao i malih umetanja do velikih duplikacija [24]. Gen za distrofin jedan je od najvećih ljudskih gena koji sadrži 79 egzona i približno 2,4 milijuna parova baza [2, 24, 41]. Primarna uloga proteina distrofina je povezivanje aktin-citoskeleta s izvanstaničnim matriksom u srčanim i skeletnim mišićima stvaranjem interakcija sa subsarkolemmalaktinom i velikim oligomernim distrofin-glikoproteinkompleksom (DPG).

To regulira pravilan rad mišićnih vlakana. Defekti DPG-a rezultiraju mišićnom slabošću zbog kontrakcija induciranih oštećenja, nekroze i upale te zamjene funkcionalnih miofihbra fibroznim i masnim vezivnim tkivom [29].

Ozbiljnost bolesti uvelike ovisi o rezidualnim funkcijama skraćenog proteina distrofina, koji je izveden iz mutantnog gena. Zanimljivo je da blagi oblici bolesti nisu otkriveni samo u bolesnika s točkastim mutacijama koje imaju samo manje posljedice na strukturu i funkciju proteina, već također i u pacijenata s BMD-om kod kojih višestruke domene kodirane eksonima nisu transkribirane, što rezultira visoko skraćenom mRNA distrofina od samo 8,8 kb[79].

Ovo zapažanje utrlo je put definiranju bitnih poddomena unutar proteina distrofina i egzona unutar transkripata koji su funkcionalno važni i moraju biti prisutni za ublažavanje ozbiljnosti bolesti. Slično, ova su otkrića osnova za dizajn umjetnih gena za mini-distrofin koji bi se mogli koristiti za gensku terapiju putem virusnih vektora koji mogu nositi samo cDNA ograničene duljine [52].

Preskakanje egzona

Zadržavanje ili očuvanje otvorenog okvira za čitanje (ORF) opcija je za ograničavanje fizioloških posljedica gubitka distrofina kod DMD pacijenata s besmislenim mutacijama. Zadržavanje ORF-a može se posredovati isporukom ASO.

Vezanje ASO-a na transkript distrofina pre-mRNA izaziva brisanje/preskakanje određenog(ih) egzona(-ova) i tako može obnoviti ORF [72]. Rezultirajući kraći ORF proizvodi fenotip sličan onom opisanom za blaži oblik DMD-BMD. Tree ASO s okosnicom fosforodiamidat morfolinooligomera (PMO) koji se koriste za preskakanje egzona-elegize (egzon 51), Goodison (egzon 53) iviltolarsen (egzon 53) - odobrila ih je FDA.

Međutim, ASO također pokazuju neka ograničenja [75,306] [1]. Budući da DMD pacijenti imaju varijante u mnogo različitih egzona koji uzrokuju višestruke poremećaje okvira čitanja, takvi tretmani s jednim egzonom primjenjivi su samo na podskupinu DMD pacijenata.

Preskakanje više egzona predloženo je za prevladavanje ograničenog opsega preskakanja jednog egzona ciljanjem pacijenata s DMD-om s varijantnim egzonima[16]. Koktel ASO-a koji ciljaju varijante žarišnih točaka egzona 45-55 može učinkovito preskočiti te egzone i u besmrtnim mišićnim stanicama bolesnika s DMD-om i u modelima miševa [73, 167].

Međutim, mješavina nekoliko ASO također ima veći rizik od učinaka izvan cilja. Ovo treba ispitati u kliničkim ispitivanjima. Ako se ovo financiranje uspješno prenese na kliniku, potencijalno bi moglo biti korisno za više od 65% pacijenata s DMD-om [74].

Uređivanje genoma

Uređivanje genoma s CRISPR-Cas9 pojavljuje se kao atraktivna opcija za ORF obnovu gena za distrofin. Primjena CRISPR-Cas9 ne zahtijeva ponovne injekcije jer je ciljana DNA umjesto pre-mRNA. Ovaj bi pristup također mogao biti koristan za liječenje pacijenata s duplikacijom u određenim egzonima DMD gena budući da omogućuje uklanjanje dodatnih egzona i drugih umetanja gena.

Upotreba multipleksirane vodičke RNA (gRNA) koja cilja na eksone 45-55 ili 47-58 sklone varijantama, pokazala se za vraćanje ekspresije distrofina [306] u kultiviranim mioblastima dobivenim od pacijenata. Kada su ti mioblasti implantirani u miševe, ekspresija je održana [226].
Međutim, budući da Cas9 inducira dvolančane prekide (DSB) pomoću gRNA na ciljani način, rezanje ciljane DNK ostaje problem. Trenutačno ne postoje klinička ispitivanja koja koriste pristupe uređivanju genoma za DMD [75].

Perspektive genskih terapija temeljenih na AAV izvan SMA

U slučaju LOF-a temeljenog na mutaciji, relevantni terapijski pristupi trebaju ponovno uspostaviti funkciju gena. U slučaju SMA, genska terapija scAAV9-SMN1 pružila je dokaz da je ovaj pristup izvediv u liječenju neurodegenerativnih bolesti.

Čini se da je doza od 1,1 × 1014 vg/kg tjelesne težine dovoljna za transdukciju gena u klinički relevantan broj motoneurona i za održavanje štetnih učinaka poput teške akutne ozljede jetre na niskoj razini.

Povećanje razine jetrenih transaminaza raspravljalo se kao posljedica masivnog imunološkog odgovora na virusne čestice [195]. Nažalost, u slučaju drugog neuromuskularnog poremećaja - X-vezane miotubularne miopatije - sustavna isporuka visoke doze čestica AAV8 koje sadrže cDNA za miotubularin-1 bila je fatalna. Dva od šest pacijenata koji su primili dozu od 2 × 1014 mg/kg ili više umrla su od progresivne disfunkcije jetre praćene sepsom; pretpostavlja se da AAV izravno oštećuju stanice jetre [117].

Dakle, AAV su s jedne strane učinkoviti prijenosnici gena, ali s druge strane imaju nedostatak teških upalnih reakcija, osobito u sustavnom liječenju visokim dozama. Predložene su strategije za prepoznavanje pacijenata kod kojih postoji rizik od ozbiljnih nuspojava [57, 58], i prevladajte ovaj problem moduliranjem imunološke reakcije prema prigušenom odgovoru.

To se može postići smanjenjem imunoglobulina putem plazmafereze; ili još specifičnije, uporabom metaloproteaza IdeS ili IdeZ koje cijepaju IgG [63]. Takvi pristupi smanjenju AAV-autoantitijela mogli bi pomoći u smanjenju nuspojava genskih terapija temeljenih na AAV-u za poremećaje kao što je DMD gdje je potrebno sustavno liječenje s velikim brojem virusnih čestica.
Nadalje, može biti koristan za terapije poremećaja koji se javljaju u odrasloj dobi kada se očekuje da će pacijenti razviti visoke titre AAV-antitijela zbog višestruke prethodne izloženosti takvim virusima. Druga strategija mogla bi biti lokalna injekcija, bilo intratekalnom primjenom rekombinantnih virusa ili injekcijom u cisternu manga .

Ovaj se pristup trenutačno prati s pokusom genske terapije temeljenom na AAV1-za povećanje ekspresije progranulina u pacijenata s frontotemporalnom demencijom s mutacijama granulina [120] (Priopćenje za tisak 28. siječnja 2021.: Passage Bio-Passage Bio dobiva odobrenje FDA za IND Prijava za PBFT02 kandidata za gensku terapiju za liječenje pacijenata s frontotemporalnom demencijom s mutacijama granulina).

Pokazat će kako imunološki sustav reagira kada se čestice AAV ubrizgaju u likvor, koliko moždanih stanica može preuzeti virusne čestice za proizvodnju transgena i koje su razine ekspresije transgena potrebne za klinički relevantan učinak.

U studiji koju su izvijestili Mueller i sur., dva pacijenta s ALS-om liječena su jednom intratekalnom infuzijom AAVrh10 koji sadrži mikroRNA za ciljanje SOD1. Smanjena regulacija SOD1 transkripata i proteina identificirana je u uzorcima obdukcije leđne moždine putem Western blota kod jednog od ovih pacijenata.

Isti je pacijent pokazao prolazna poboljšanja u snazi ​​desne noge, ali bez promjene vitalnog kapaciteta, dok je drugi pacijent zadržao stabilan vitalni kapacitet tijekom 12-mjesečnog razdoblja promatranja [214].

Autori su predložili da bi intratekalna infuzija mikroRNK za SOD1 isporučenih AAV-om mogla imati potencijal za dugotrajne korisne učinke, ali bi mogla zahtijevati imunosupresiju.

For more information:1950477648nn@gmail.com