Selkärangan lihasatrofian hoidon kehittäminen: Lihasdystrofioiden ja neurodegeneratiivisten häiriöiden näkökulmat, osa 10

ASO-hoidot lihasdystrofioihin

Duchennen lihasdystrofia (DMD) ja Beckerin lihasdystrofia (BMD), X-kytketyn lihasdystrofian kaksi muotoa johtuvat dystrofiinigeenin mutaatioista. DMD:tä esiintyy noin 1:5{5}}, kun taas BMD vaikuttaa lapsiin 1:30 000 [155].

Duchennen lihasdystrofia on harvinainen geneettinen sairaus, joka aiheuttaa lihasheikkoutta, väsymystä, jäykkyyttä ja muita oireita. Useimmat potilaat voivat kuitenkin edelleen ylläpitää elämäänsä ja liikuntakykyään huumehoidon ja kuntoutuskoulutuksen avulla, eikä heidän suhteensa muistiin välttämättä vaikuta juurikaan.

Monet Duchennen lihasdystrofiaa sairastavat ihmiset voivat osoittaa erinomaisia ​​muistitaitoja koulussa, työssä ja elämässä. Tutkimukset osoittavat, että tällä on paljon tekemistä heidän itsejohtamiskykynsä ja selviytymisstrategioidensa kanssa. Koska tauti aiheuttaa lihasväsymystä ja -heikkoutta, potilaiden on usein organisoitava enemmän aikaa ja toimintaa, jotta he voisivat hyödyntää aktiivisimpia tuntejaan. Tämä kyky harjoittaa myös heidän itsehillintää ja -hallintakykyään, mikä puolestaan ​​auttaa parantamaan heidän muistiaan ja oppimiskykyään.

Vaikka Duchennen lihasdystrofialla onkin tietty vaikutus ihmisten fyysiseen terveyteen, se ei tarkoita, että potilaat jäävät väistämättä jälkeen tavallisista ihmisistä muistin ja oppimiskyvyn suhteen. Päinvastoin, heillä on yleensä vahvempia etuja itsejohtamisessa ja selviytymisstrategioissa, mikä auttaa heitä myös saavuttamaan parempia tuloksia opiskelu- ja työkilpailussa. Siksi meidän tulee kohdella tätä tautia ja potilaita positiivisella asenteella ja antaa heille enemmän tukea ja rohkaisua, jotta he voivat elää terveellisempää ja tyydyttävämpää elämää. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistia, ja Cistanche deserticola voi parantaa merkittävästi muistia, koska Cistanche deserticolalla on antioksidanttisia, anti-inflammatorisia ja ikääntymistä estäviä vaikutuksia, jotka voivat auttaa vähentämään hapettumista ja tulehdusreaktioita aivoissa ja siten suojaamaan hermoston terveyttä. Lisäksi Cistanche deserticola voi myös edistää hermosolujen kasvua ja korjausta, mikä parantaa hermoverkkojen yhteyttä ja toimintaa. Nämä vaikutukset voivat auttaa parantamaan muistia, oppimista ja ajattelunopeutta ja voivat myös estää kognitiivisten toimintahäiriöiden ja hermostoa rappeuttavien sairauksien kehittymistä.

Napsauta Know-painiketta parantaaksesi lyhytaikaista muistia

Vaikea muoto, DMD, alkaa yleensä ennen 4 vuotta. Pojat menettävät liikkumisen noin 12-vuotiaana ja saavat ventilaation 18-vuotiaana [119]. Keskimääräinen elinikä on nykyään 20–30 vuotta sydämen ja hengityselinten hoidon edistymisen vuoksi.

Toisin kuin SMA, mutaatioiden kirjo DMD:ssä on laaja ja vaihtelee pistemutaatioista deleetioihin sekä pienistä insertioista suuriin päällekkäisyyksiin [24]. Dystrofiinigeeni on yksi suurimmista ihmisen geeneistä, joka sisältää 79 eksonia ja noin 2,4 miljoonaa emäsparia [2, 24, 41]. Dystrofiiniproteiinin ensisijainen rooli on liittää aktiini-sytoskeleton solunulkoiseen matriisiin sydämen ja luustolihaksissa muodostamalla vuorovaikutuksia subsarkolemmalaktiinin ja suuren oligomeerisen dystrofiini-glykoproteiinikompleksin (DPG) kanssa.

Tämä säätelee lihaskuitujen oikeaa toimintaa. DPG:n viat johtavat lihasheikkouteen, joka johtuu supistumisen aiheuttamasta vauriosta, nekroosista ja tulehduksesta, ja toiminnallisten lihaskuitujen korvautumisesta sidekudoksella ja rasvakudoksella [29].

Sairauden vakavuus riippuu suuresti mutanttigeenistä peräisin olevan katkaistun dystrofiiniproteiinin jäännöstoiminnoista. Mielenkiintoista on, että taudin lieviä muotoja ei ole havaittu ainoastaan ​​potilailla, joilla on pistemutaatioita, joilla on vain vähäisiä seurauksia proteiinin rakenteeseen ja toimintaan, vaan myös BMD-potilailla, joilla ei transkriptoidu useita eksonin koodaamia domeeneja, mikä johtaa vain 8,8:n dystrofiinin erittäin typistettyyn mRNA:han. kb[79].

Tämä havainto on tasoittanut tietä olennaisten alidomeenien määrittelemiselle dystrofiiniproteiinissa ja transkripteissa olevia eksoneja, jotka ovat toiminnallisesti tärkeitä ja joiden on oltava läsnä taudin vakavuuden lieventämiseksi. Samoin nämä havainnot ovat perustana sellaisten keinotekoisten minidystrofiinigeenien suunnittelulle, joita voitaisiin käyttää geeniterapiassa virusvektoreiden kautta, jotka voivat kuljettaa vain rajoitetun pituisia cDNA:ita [52].

Eksonin ohittaminen

Avoimen lukukehyksen (ORF) säilyttäminen tai säilyttäminen on vaihtoehto rajoittaa dystrofiinin menetyksen fysiologisia seurauksia DMD-potilailla, joilla on nonsense-mutaatioita. ORF:n säilyttäminen voidaan välittää ASO-toimituksen kautta.

ASO:iden sitoutuminen dystrofiinin pre-mRNA-transkriptiin indusoi tiettyjen eksonien deleetiota/ohittamista ja voi siten palauttaa ORF:n [72]. Näin ollen lyhyempi ORF tuottaa fenotyypin, joka on samanlainen kuin mitä on kuvattu DMD:n lievemmässä muodossa - BMD. Tree ASO:t, joissa on fosforodiamidaattimorfolinooligomeeri (PMO) -runko, joita käytetään eksonien ohittamiseen - elegize (eksoni 51), Goodison (eksoni 53) ja viltolarsen (exon) 53) - ovat FDA:n hyväksymiä.

ASO:issa on kuitenkin myös joitain rajoituksia [75 306] [1]. Koska DMD-potilailla on variantteja monissa eri eksoneissa, jotka aiheuttavat lukuisia lukukehysten häiriöitä, tällaiset yhden eksonin hoidot ovat sovellettavissa vain DMD-potilaiden alaryhmään.

Usean eksonin ohittamista on ehdotettu voittamaan yhden eksonin ohituksen rajoitetun laajuuden kohdentamalla DMD-potilaita, joilla on muunnelmia eksoneja[16]. Eksonien 45–55 muunnelmiin hotspoteihin kohdistuva ASO-cocktail voi tehokkaasti ohittaa nämä eksonit sekä immortalisoiduissa DMD-potilaiden lihassoluissa että hiirimalleissa [73, 167].

Useiden ASO-yhdisteiden yhdistelmällä on kuitenkin myös suurempi riski kohteen ulkopuolisille vaikutuksille. Tämä on testattava kliinisissä kokeissa. Jos tämä rahoitus käännetään onnistuneesti klinikalle, siitä voi olla hyötyä yli 65 %:lle DMD-potilaista [74].

Genomin muokkaus

Genomin muokkaus CRISPR-Cas9:llä näyttää houkuttelevalta vaihtoehdolta dystrofiinigeenin ORF-ennallistamiseen. CRISPR-Cas9:n käyttö ei vaadi uusintainjektiota, koska kohteena on DNA esi-mRNA:n sijaan. Tämä lähestymistapa voisi olla hyödyllinen myös hoidettaessa potilaita, joilla on kaksinkertaisia ​​DMD-geenin eksoneja, koska se mahdollistaa ylimääräisten eksonien ja muiden geenilisäysten poistamisen.

Varianteille alttiisiin eksoneihin 45–55 tai 47–58 kohdistuvan multipleksoidun ohjaus-RNA:n (gRNA) käytön on osoitettu palauttavan dystrofiinien ilmentymisen [306] viljellyissä potilasperäisissä myoblasteissa. Kun nämä myoblastit istutettiin hiiriin, ekspressio säilyi [226].
Koska Cas9 kuitenkin indusoi gRNA:n kaksijuosteisia katkoksia (DSB:t) kohdistetulla tavalla, kohde-DNA:n leikkaaminen on edelleen ongelma. Tällä hetkellä ei ole olemassa kliinisiä tutkimuksia, joissa käytetään genomin muokkausmenetelmiä DMD:lle [75].

AAV-pohjaisten geeniterapioiden näkökulmat SMA:ta pidemmälle

Mutaatiopohjaisen LOF:n tapauksessa asiaankuuluvien terapeuttisten lähestymistapojen on palautettava geenin toiminta. SMA:n tapauksessa scAAV9-SMN1-geeniterapia osoitti, että tämä lähestymistapa on käyttökelpoinen neurodegeneratiivisten sairauksien hoidossa.

Annos 1,1 × 1014 vg/kg vaikutti riittävältä muuntamaan geeni kliinisesti merkittäväksi määräksi motoneuroneja ja säilyttämään haittavaikutukset, kuten vakavan akuutin maksavaurion, alhaisella tasolla.

Maksan transaminaasitasojen noususta on keskusteltu seurauksena massiivisesta immuunivasteesta viruspartikkeleita vastaan ​​[195]. Valitettavasti toisen neuromuskulaarisen häiriön - X-kytketyn myotubulaarisen myopatian - tapauksessa myotubulariinin -1 cDNA:n sisältävien AAV8-partikkelien suuren annoksen systeeminen annostelu oli kohtalokasta. Kaksi kuudesta potilaasta, jotka saivat annoksen 2 × 1014 mg/kg tai enemmän, kuoli progressiiviseen maksan toimintahäiriöön, jota seurasi sepsis; oletetaan, että AAV:t vahingoittavat suoraan maksasoluja [117].

Tus, AAV:t ovat toisaalta tehokkaita geeninsiirtokuljettimia, mutta toisaalta niillä on vaikeiden tulehdusreaktioiden haittapuoli, erityisesti systeemisissä hoidoissa suurilla annoksilla. On ehdotettu strategioita vakavien sivuvaikutusten vaarassa olevien potilaiden tunnistamiseksi [57, 58] ja voittaa tämä ongelma moduloimalla immuunireaktiota kohti vaimentunutta vastetta.

Tämä voitaisiin saavuttaa joko tyhjentämällä immunoglobuliinit plasmafereesin avulla; tai vielä erityisemmin käyttämällä IgG:tä pilkkovia metalloproteaaseja IdeS tai IdeZ [63]. Tällaiset lähestymistavat AAV-autovasta-aineiden vähentämiseksi voisivat auttaa vähentämään AAV-pohjaisten geeniterapioiden sivuvaikutuksia sairauksiin, kuten DMD:hen, joissa tarvitaan systeemistä hoitoa suurella määrällä viruspartikkeleita.
Lisäksi se voi olla hyödyllistä aikuisilla alkavien sairauksien hoidoissa, kun potilaiden odotetaan kehittäneen korkeat AAV-vasta-ainetiitterit useiden aikaisempien tällaisille viruksille altistumisen vuoksi. Toinen strategia voisi olla paikallinen injektio, joko yhdistelmä-DNA-virusten intratekaalisella levityksellä tai injektiolla cisterna mangaan. .

Tätä lähestymistapaa noudatetaan tällä hetkellä AAV{0}}-pohjaisessa geeniterapiatutkimuksessa progranuliinin ilmentymisen lisäämiseksi potilailla, joilla on frontotemporaalinen dementia, johon liittyy granuliinimutaatioita [120] (Lehdistötiedote 28. tammikuuta 2021: Passage Bio-Passage Bio saa FDA:n hyväksynnän IND:lle Hakemus PBFT02-geeniterapian kandidaatille frontotemporaalista dementiaa sairastavien potilaiden hoitoon granuliinimutaatioilla).

Se osoittaa, kuinka immuunijärjestelmä reagoi, kun AAV-partikkeleita injektoidaan CSF:ään, kuinka monta aivosolua voi ottaa viruspartikkelit tuottamaan siirtogeeniä ja mitkä siirtogeenin ilmentymistasot ovat välttämättömiä kliinisesti merkityksellisen vaikutuksen saavuttamiseksi.

Muellerin et al.:n raportoimassa tutkimuksessa kahta ALS-potilasta hoidettiin yhdellä AAVrh10:n intratekaalisella infuusiolla, joka sisälsi mikroRNA:ita SOD1:n kohdentamiseksi. SOD1-transkriptien ja proteiinin alentuminen tunnistettiin selkäytimen ruumiinavausnäytteissä Western blot -menetelmällä yhdellä näistä potilaista.

Sama potilas osoitti ohimeneviä parannuksia oikean jalkansa vahvuudessa, mutta ei muutosta vitaalikapasiteetissa, kun taas toisen potilaan vitaalikapasiteetti säilyi vakaana 12-kuukauden tarkkailujakson aikana [214].

Kirjoittajat ehdottivat, että AAV:n toimittamien mikroRNA:iden intratekaalisella infuusiolla SOD1:lle voi olla potentiaalia pysyviin hyödyllisiin vaikutuksiin, mutta se saattaa edellyttää immunosuppressiota.

For more information:1950477648nn@gmail.com