A spinális izomsorvadás terápiájának fejlesztése: Az izomdisztrófiák és a neurodegeneratív rendellenességek perspektívái 10. rész

ASO-kezelések izomdisztrófiákra

A Duchenne-féle izomdisztrófia (DMD) és a Becker-féle izomdisztrófia (BMD), az X-hez kötött izomdisztrófia két formája a Dystrophin gén mutációi által okozott mutációk. A DMD előfordulási gyakorisága körülbelül 1:5{5}}, míg a BMD a gyermekeket 1:30 000-es gyakorisággal érinti [155].

A Duchenne-izomdisztrófia egy ritka genetikai betegség, amely izomgyengeséget, fáradtságot, merevséget és egyéb tüneteket okoz. A legtöbb beteg azonban továbbra is meg tudja őrizni életét és gyakorlati képességeit a kábítószer-kezelés és a rehabilitációs tréning révén, és előfordulhat, hogy a memóriával való kapcsolata nem lesz nagy hatással.

Sok Duchenne-izomdisztrófiában szenvedő ember kiváló memóriakészséget mutathat az iskolában, a munkában és az életben. A kutatások azt mutatják, hogy ennek nagy köze van önmenedzselési képességeikhez és megküzdési stratégiáikhoz. Mivel a betegség izomfáradtságot és izomgyengeséget okoz, a betegeknek gyakran jobban meg kell szervezniük idejüket és tevékenységeiket, hogy a legtöbbet hozhassák ki a legaktívabb óráikból. Ez a képesség gyakorolja önkontroll és önmenedzselési képességeiket is, ami viszont segít javítani a memóriájukat és a tanulási képességeiket.

Ezért, bár a Duchenne-izomdisztrófia bizonyos hatással lesz az emberek fizikai egészségére, ez nem jelenti azt, hogy a betegek elkerülhetetlenül lemaradnak a hétköznapi emberek mögött a memória és a tanulási képességek terén. Éppen ellenkezőleg, általában erősebb előnyökkel rendelkeznek az önmenedzselés és a megküzdési stratégiák terén, ami szintén segíti őket abban, hogy jobb eredményeket érjenek el a tanulmányi és munkahelyi versenyben. Ezért pozitív hozzáállással kell kezelnünk ezt a betegséget és a betegeket, és több támogatást és bátorítást kell adnunk nekik, hogy egészségesebb és teljesebb életet élhessenek. Látható, hogy javítanunk kell a memórián, a Cistanche deserticola pedig jelentősen javíthatja a memóriát, mivel a Cistanche deserticola antioxidáns, gyulladáscsökkentő és öregedésgátló hatással bír, ami segíthet csökkenteni az oxidációt és a gyulladásos reakciókat az agyban, ezáltal védi a az idegrendszer egészsége. Ezenkívül a Cistanche deserticola az idegsejtek növekedését és helyreállítását is elősegítheti, ezáltal javítva a neurális hálózatok összekapcsolhatóságát és működését. Ezek a hatások javíthatják a memóriát, a tanulást és a gondolkodási sebességet, valamint megakadályozhatják a kognitív diszfunkciók és a neurodegeneratív betegségek kialakulását.

Kattintson a Tudás gombra a rövid távú memória javításához

A súlyos forma, a DMD, általában 4 év előtt kezdődik. Az érintett fiúk 12 éves koruk körül elveszítik a mozgást, és 18 éves korukra kapnak lélegeztetést [119]. Az átlagos élettartam ma 20-30 év a szív- és légúti ellátás fejlődésének köszönhetően.

Az SMA-val ellentétben a DMD-ben a mutációk spektruma széles, és a pontmutációktól a deléciókig, valamint a nagy duplikációt jelentő kis inszerciókig terjed [24]. A disztrofin gén az egyik legnagyobb emberi gén, amely 79 exont és körülbelül 2,4 millió bázispárt tartalmaz [2, 24, 41]. A disztrofin fehérje elsődleges szerepe, hogy összekapcsolja az aktin-citoszkeletont az extracelluláris mátrixszal a szív- és vázizmokban azáltal, hogy kölcsönhatásokat alakít ki a szubsarkolemlaktinnal és a nagy oligomer disztrofin-glikoprotein komplexszel (DPG).

Ez szabályozza az izomrostok megfelelő működését. A DPG hibái izomgyengeséget okoznak az összehúzódások által kiváltott károsodások, nekrózis és gyulladás következtében, valamint a funkcionális izomrostokat rostos és zsíros kötőszövettel helyettesítik [29].

A betegségek súlyossága nagymértékben függ a mutáns génből származó csonkolt disztrofin fehérje maradék funkcióitól. Érdekes módon a betegség enyhe formáit nemcsak pontmutációkkal rendelkező betegeknél mutatták ki, amelyeknek csak csekély következményei vannak a fehérje szerkezetére és működésére, hanem olyan BMD-betegeknél is, akiknél több exon által kódolt domén nem íródik át, ami egy erősen csonka, mindössze 8,8-as disztrofin mRNS-t eredményez. kb[79].

Ez a megfigyelés megnyitotta az utat a disztrofin fehérjén belüli esszenciális aldomének és a transzkriptumokon belüli exonok meghatározásához, amelyek funkcionálisan fontosak, és jelen kell lenniük a betegség súlyosságának mérsékléséhez. Hasonlóképpen ezek az eredmények képezik az alapját a mesterséges mini-disztrofin gének tervezésének, amelyek génterápiában használhatók olyan vírusvektorokon keresztül, amelyek csak korlátozott hosszúságú cDNS-eket hordozhatnak [52].

Exon kihagyás

A nyitott leolvasási keret (ORF) megtartása vagy megőrzése egy lehetőség a disztrofinvesztés fiziológiai következményeinek korlátozására nonszensz mutációkkal rendelkező DMD-betegeknél. Az ORF megtartása ASO szállítással közvetíthető.

Az ASO-knak a disztrofin pre-mRNS transzkriptumhoz való kötődése bizonyos exon(ok) delécióját/kihagyását idézi elő, és így helyreállíthatja az ORF-et [72]. Ennek eredményeként a rövidebb ORF a DMD enyhébb formájához hasonló fenotípust produkál – a BMD-t. A foszfor-diamidát morfolin-ooligomer (PMO) gerincű fa ASO-k, amelyeket exonátugráshoz (51. exon), Goodisonhoz (53. exon) és viltolarsenhez (exon) használnak. 53) – az FDA jóváhagyta.

Az ASO-k azonban bizonyos korlátokat is mutatnak [75 306] [1]. Mivel a DMD-betegek számos különböző exonban vannak változatai, amelyek többszörös leolvasási keret zavarokat okoznak, az ilyen egy-exonos kezelések csak a DMD-betegek egy részében alkalmazhatók.

A több exon átugrását javasolták az egy-exonátugrás korlátozott hatókörének leküzdésére azáltal, hogy a DMD-betegeket célozzák meg az exonváltozatokkal [16]. A 45–55. exonok variáns hotspotjait célzó ASO-k koktélja hatékonyan kihagyhatja ezeket az exonokat mind a DMD-betegek immortalizált izomsejtjeiben, mind az egérmodellekben [73, 167].

Azonban több ASO keveréke is nagyobb kockázatot jelent a célon kívüli hatásokra. Ezt klinikai vizsgálatok során kell tesztelni. Ha ezt a finanszírozást sikeresen lefordítják a klinikára, akkor a DMD-s betegek több mint 65%-a számára hasznos lehet [74].

Genom szerkesztés

A CRISPR-Cas9-cel végzett genomszerkesztés vonzó lehetőségnek tűnik a disztrofin gén ORF helyreállítására. A CRISPR-Cas9 alkalmazása nem igényel újbóli injekciót, mivel a pre-mRNS helyett DNS-t céloznak meg. Ez a megközelítés a DMD gén bizonyos exonjaiban duplikációban szenvedő betegek kezelésére is hasznos lehet, mivel lehetővé teszi az extra exonok és más géninszerciók eltávolítását.

Kimutatták, hogy a 45–55. vagy 47–58. variánsra hajlamos exonokat célzó multiplex irányító-RNS (gRNS) alkalmazása helyreállítja a disztrofin expresszióját [306] tenyésztett, páciensből származó mioblasztokban. Amikor ezeket a mioblasztokat egerekbe ültettük, az expresszió megmaradt [226].
Azonban, mivel a Cas9 célzott módon duplaszálú töréseket (DSB-ket) indukál a gRNS-sel, a cél DNS-vágása továbbra is probléma. Jelenleg nem léteznek klinikai vizsgálatok a DMD genomszerkesztési módszereivel [75].

Az AAV-alapú génterápiák perspektívái az SMA-n túl

A mutáció alapú LOF esetében releváns terápiás megközelítésekkel kell helyreállítani a génfunkciókat. Az SMA esetében a scAAV9-SMN1 génterápia bizonyította, hogy ez a megközelítés megvalósítható a neurodegeneratív betegségek kezelésében.

Az 1,1 × 1014 vg/testtömegkilogramm dózis elegendőnek tűnt ahhoz, hogy a gént klinikailag releváns számú motoneuronba transzdukálja, és alacsony szinten tartsa a káros hatásokat, például a súlyos akut májkárosodást.

A máj transzaminázszintjének növekedését a vírusrészecskék elleni masszív immunválasz következményeként tárgyalták [195]. Sajnos egy másik neuromuszkuláris rendellenesség – X-hez kötött myotubularis myopathia – esetén a myotubulin-1 cDNS-ét tartalmazó AAV8 részecskék nagy dózisú szisztémás bejuttatása végzetes volt. Hat beteg közül kettő, akik 2 × 1014 mg/kg vagy annál nagyobb adagot kaptak, progresszív májműködési zavarban, majd szepszisben haltak meg; feltételezhető, hogy az AAV-k közvetlenül károsítják a májsejteket [117].

A Tus, az AAV-k egyrészt hatékony géntranszfer hordozók, másrészt a súlyos gyulladásos reakciók hátránya, különösen a nagy dózisú szisztémás kezelések során. Stratégiákat javasoltak a súlyos mellékhatások miatt veszélyeztetett betegek azonosítására [57, 58], és leküzdeni ezt a problémát azáltal, hogy az immunreakciót egy csillapított válasz felé modulálja.

Ezt vagy az immunglobulinok plazmaferézissel történő kimerítésével lehet elérni; vagy még pontosabban az IdeS vagy IdeZ IgG-t hasító metalloproteázok használatával [63]. Az AAV-autoantitestek csökkentésének ilyen megközelítései segíthetnek csökkenteni az AAV-alapú génterápiák mellékhatásait olyan rendellenességek esetében, mint például a DMD, ahol nagyszámú vírusrészecskés szisztémás kezelésre van szükség.
Ezen túlmenően hasznos lehet a felnőttkorban jelentkező rendellenességek terápiájában, amikor a betegeknél várhatóan magas AAV-antitest-titer alakul ki az ilyen vírusokkal való többszöri expozíció miatt. Egy másik stratégia lehet a lokális injekció, akár a rekombináns vírusok intratekális alkalmazásával, akár a ciszterna mangába történő injekcióval. .

Ezt a megközelítést jelenleg egy AAV{0}}alapú génterápiás kísérlet követi a Progranulin expressziójának növelésére granulinmutációval járó frontotemporális demenciában szenvedő betegeknél [120] (2021. január 28-i sajtóközlemény: A Passage Bio-Passage Bio megkapta az FDA IND-engedélyét Pályázat PBFT02 génterápiás jelölt frontotemporális demenciában szenvedő betegek granulummutációkkal történő kezelésére).

Megmutatja, hogyan reagál az immunrendszer, amikor AAV-részecskéket injektálnak a CSF-be, hány agysejt képes felvenni a vírusrészecskéket a transzgén előállításához, és a transzgén expressziójának mely szintjei szükségesek a klinikailag releváns hatáshoz.

A Mueller és munkatársai által közölt tanulmányban két ALS-beteget kezeltek egyetlen intratekális AAVrh10 infúzióval, amely mikroRNS-eket tartalmazott a SOD1 megcélzására. A gerincvelő boncolási mintáiban Western blot segítségével a SOD1 transzkriptumok és a fehérje downregulációját azonosították ezen betegek egyikénél.

Ugyanennél a betegnél átmenetileg javult a jobb lábának ereje, de nem változott a vitális kapacitás, míg a második beteg életképessége stabil maradt a 12-hónapos megfigyelési időszakban [214].

A szerzők azt javasolták, hogy az AAV-val szállított mikroRNS-ek intratekális infúziója a SOD1-hez potenciálisan tartós jótékony hatásokat fejtsen ki, de valószínűleg immunszuppressziót igényel.

For more information:1950477648nn@gmail.com