Ανάπτυξη Θεραπείας για Νωτιαία Μυϊκή Ατροφία: Προοπτικές για Μυϊκές Δυστροφίες και Νευροεκφυλιστικές Διαταραχές Μέρος 10

Θεραπείες ASO για μυϊκές δυστροφίες

Η μυϊκή δυστροφία του Duchenne (DMD) και η μυϊκή δυστροφία του Becker (BMD), οι δύο μορφές Χ-συνδεδεμένης μυϊκής δυστροφίας προκαλούνται από μεταλλάξεις στο γονίδιο Dystrophin. Η DMD εμφανίζεται με επίπτωση περίπου 1:5000, ενώ η BMD επηρεάζει παιδιά με συχνότητα εμφάνισης 1:30.000 [155].

Η μυϊκή δυστροφία Duchenne είναι μια σπάνια γενετική ασθένεια που προκαλεί μυϊκή αδυναμία, κόπωση, δυσκαμψία και άλλα συμπτώματα. Ωστόσο, οι περισσότεροι ασθενείς εξακολουθούν να μπορούν να διατηρήσουν τη ζωή τους και να ασκήσουν τις ικανότητές τους μέσω της θεραπείας με φάρμακα και της εκπαίδευσης αποκατάστασης και η σχέση τους με τη μνήμη μπορεί να μην επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό.

Πολλά άτομα με μυϊκή δυστροφία Duchenne μπορούν να επιδείξουν εξαιρετικές δεξιότητες μνήμης στο σχολείο, την εργασία και τη ζωή. Η έρευνα δείχνει ότι αυτό έχει να κάνει σε μεγάλο βαθμό με τις ικανότητες αυτοδιαχείρισής τους και τις στρατηγικές αντιμετώπισης. Επειδή η ασθένεια προκαλεί μυϊκή κόπωση και αδυναμία, οι ασθενείς συχνά χρειάζεται να είναι πιο οργανωμένοι σχετικά με το χρόνο και τις δραστηριότητές τους για να αξιοποιήσουν στο έπακρο τις πιο δραστήριες ώρες τους. Αυτή η ικανότητα ασκεί επίσης τις ικανότητές τους για αυτοέλεγχο και αυτοδιαχείριση, κάτι που με τη σειρά του βοηθά στη βελτίωση της μνήμης και των μαθησιακών τους ικανοτήτων.

Επομένως, αν και η μυϊκή δυστροφία Duchenne θα έχει κάποιο αντίκτυπο στη σωματική υγεία των ανθρώπων, δεν σημαίνει ότι οι ασθενείς θα υστερούν αναπόφευκτα σε σχέση με τους απλούς ανθρώπους όσον αφορά τη μνήμη και τις μαθησιακές ικανότητες. Αντίθετα, τείνουν να έχουν ισχυρότερα πλεονεκτήματα σε στρατηγικές αυτοδιαχείρισης και αντιμετώπισης, κάτι που τους βοηθά επίσης να επιτύχουν καλύτερα αποτελέσματα στη μελέτη και τον ανταγωνισμό στο χώρο εργασίας. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να αντιμετωπίζουμε αυτήν την ασθένεια και τους ασθενείς με θετική στάση και να τους δίνουμε περισσότερη υποστήριξη και ενθάρρυνση, ώστε να έχουν μια πιο υγιή και ικανοποιητική ζωή. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και των φλεγμονωδών αντιδράσεων στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι τον υγεία του νευρικού συστήματος. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορεί επίσης να αποτρέψουν την ανάπτυξη γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στο Γνωρίζω για να βελτιώσετε τη βραχυπρόθεσμη μνήμη

Η σοβαρή μορφή, το DMD, ξεκινά συνήθως πριν από 4 χρόνια. Τα προσβεβλημένα αγόρια χάνουν την οδήγηση γύρω στα 12 ετών και λαμβάνουν αερισμό μέχρι την ηλικία των 18 [119]. Η μέση διάρκεια ζωής σήμερα είναι 20-30 χρόνια λόγω της προόδου στην καρδιακή και αναπνευστική φροντίδα.

Σε αντίθεση με το SMA, το φάσμα των μεταλλάξεων στο DMD είναι ευρύ και κυμαίνεται από σημειακές μεταλλάξεις έως διαγραφές καθώς και μικρές εισαγωγές σε μεγάλους διπλασιασμούς [24]. Το γονίδιο δυστροφίνης είναι ένα από τα μεγαλύτερα ανθρώπινα γονίδια που περιέχει 79 εξόνια και περίπου 2,4 εκατομμύρια ζεύγη βάσεων [2, 24, 41]. Ο πρωταρχικός ρόλος της πρωτεΐνης δυστροφίνης είναι να συνδέει τον κυτταροσκελετό ακτίνης με την εξωκυτταρική μήτρα στους καρδιακούς και σκελετικούς μύες, σχηματίζοντας αλληλεπιδράσεις με την υποσαρκολεμμαλακτίνη και το μεγάλο ολιγομερές σύμπλεγμα δυστροφίνης-γλυκοπρωτεϊνών (DPG).

Αυτό ρυθμίζει τη σωστή λειτουργία των μυϊκών ινών. Τα ελαττώματα του DPG έχουν ως αποτέλεσμα μυϊκή αδυναμία λόγω βλάβης που προκαλείται από συστολές, νέκρωσης, και φλεγμονής και αντικατάστασης των λειτουργικών μυοϊνών από ινώδη και λιπώδη συνδετικό ιστό [29].

Η σοβαρότητα της νόσου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις υπολειμματικές λειτουργίες της κολοβωμένης πρωτεΐνης δυστροφίνης, η οποία προέρχεται από το μεταλλαγμένο γονίδιο. Είναι ενδιαφέρον ότι ήπιες μορφές της νόσου δεν έχουν ανιχνευθεί μόνο σε ασθενείς με σημειακές μεταλλάξεις, οι οποίες έχουν μόνο μικρές συνέπειες για τη δομή και τη λειτουργία της πρωτεΐνης, αλλά και σε ασθενείς με BMD στους οποίους δεν μεταγράφονται πολλαπλοί κωδικοποιημένοι από εξόνια τομείς, με αποτέλεσμα ένα εξαιρετικά περικομμένο mRNA δυστροφίνης μόνο 8,8 kb[79].

Αυτή η παρατήρηση άνοιξε το δρόμο για τον καθορισμό βασικών υποτομέων εντός της πρωτεΐνης δυστροφίνης και των εξονίων εντός των μεταγραφών που είναι λειτουργικά σημαντικά και πρέπει να υπάρχουν για τον μετριασμό της σοβαρότητας της νόσου. Ομοίως, αυτά τα ευρήματα αποτελούν τη βάση για το σχεδιασμό γονιδίων τεχνητής μίνι-δυστροφίνης που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για γονιδιακή θεραπεία μέσω ιικών φορέων που μπορούν να φέρουν μόνο cDNA περιορισμένου μήκους [52].

Έξον που παρακάμπτει

Η διατήρηση ή η διατήρηση του ανοιχτού πλαισίου ανάγνωσης (ORF) είναι μια επιλογή για τον περιορισμό των φυσιολογικών συνεπειών της απώλειας δυστροφίνης σε ασθενείς με DMD με ανόητες μεταλλάξεις. Η διατήρηση του ORF μπορεί να γίνει μέσω της παράδοσης ASO.

Η δέσμευση των ASO στο μεταγράφημα προ-mRNA της δυστροφίνης προκαλεί διαγραφή/παράλειψη ορισμένων εξονίων και μπορεί έτσι να αποκαταστήσει το ORF [72]. Ως αποτέλεσμα, το βραχύτερο ORF παράγει έναν φαινότυπο παρόμοιο με αυτόν που περιγράφεται για την ηπιότερη μορφή του DMD-το BMD. ASOs δέντρων με ραχοκοκαλιά φωσφοροδιαμιδικό μορφολινοολιγομερές (PMO) που χρησιμοποιούνται για την παράκαμψη-ελεγεισμού εξονίων (εξώνιο 51), Goodison (εξόνιο 53) και βίιλτολαρ 53)-έχουν εγκριθεί από τον FDA.

Ωστόσο, οι ASO εμφανίζουν επίσης ορισμένους περιορισμούς [75,306] [1]. Εφόσον οι ασθενείς με DMD έχουν παραλλαγές σε πολλά διαφορετικά εξόνια που προκαλούν πολλαπλές διαταραχές του πλαισίου ανάγνωσης, τέτοιες θεραπείες με ένα εξόνιο εφαρμόζονται μόνο σε υποσύνολο ασθενών με DMD.

Η παράκαμψη πολλαπλών εξονίων έχει προταθεί για να ξεπεραστεί το περιορισμένο εύρος της παράκαμψης ενός εξωνίου στοχεύοντας ασθενείς με DMD με παραλλαγή εξονίων[16]. Ένα κοκτέιλ ASOs που στοχεύει τις παραλλαγές hotspot των εξονίων 45-55 μπορεί να παρακάμψει αποτελεσματικά αυτά τα εξόνια τόσο σε απαθανατισμένα μυϊκά κύτταρα ασθενών με DMD όσο και σε μοντέλα ποντικιών [73, 167].

Ωστόσο, ένα μείγμα πολλών ASO έχει επίσης υψηλότερο κίνδυνο για επιδράσεις εκτός στόχου. Αυτό πρέπει να δοκιμαστεί σε κλινικές δοκιμές. Εάν αυτή η χρηματοδότηση μεταφερθεί με επιτυχία στην κλινική, θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι χρήσιμη για περισσότερο από το 65% των ασθενών με DMD [74].

Επεξεργασία γονιδιώματος

Η επεξεργασία του γονιδιώματος με CRISPR-Cas9 εμφανίζεται ως μια ελκυστική επιλογή για την αποκατάσταση ORF του γονιδίου δυστροφίνης. Η εφαρμογή του CRISPR-Cas9 δεν απαιτεί επανενέσεις επειδή στοχεύεται DNA αντί για προ-mRNA. Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμη για τη θεραπεία ασθενών με διπλασιασμούς σε ορισμένα εξόνια του γονιδίου DMD, καθώς επιτρέπει την αφαίρεση επιπλέον εξονίων και άλλων εισαγωγών γονιδίων.

Η χρήση ενός πολυπλεγμένου οδηγού-RNA (gRNA) που στοχεύει τα επιρρεπή σε παραλλαγές εξόνια 45-55 ή 47-58, έχει αποδειχθεί ότι αποκαθιστά την έκφραση δυστροφίνης [306] σε καλλιεργημένους μυοβλάστες που προέρχονται από ασθενείς. Όταν αυτοί οι μυοβλάστες εμφυτεύτηκαν σε ποντίκια, η έκφραση διατηρήθηκε [226].
Ωστόσο, επειδή το Cas9 προκαλεί σπασίματα διπλού κλώνου (DSB) από το gRNA με στοχευμένο τρόπο, η κοπή DNA-στόχου παραμένει ένα ζήτημα. Επί του παρόντος, δεν υπάρχουν κλινικές δοκιμές που να χρησιμοποιούν προσεγγίσεις επεξεργασίας γονιδιώματος για το DMD [75].

Προοπτικές γονιδιακών θεραπειών που βασίζονται σε AAV πέρα ​​από το SMA

Στην περίπτωση του LOF που βασίζεται σε μετάλλαξη, οι σχετικές θεραπευτικές προσεγγίσεις πρέπει να αποκαταστήσουν τη γονιδιακή λειτουργία. Στην περίπτωση της SMA, η γονιδιακή θεραπεία scAAV9-SMN1 παρείχε απόδειξη ότι αυτή η προσέγγιση είναι εφικτή για τη θεραπεία της νευροεκφυλιστικής νόσου.

Η δόση των 1,1 × 1014 vg/kg σωματικού βάρους φάνηκε επαρκής για τη μεταγωγή του γονιδίου σε έναν κλινικά σχετικό αριθμό κινητικών νευρώνων και για τη διατήρηση ανεπιθύμητων ενεργειών όπως σοβαρή οξεία ηπατική βλάβη σε χαμηλό επίπεδο.

Μια αύξηση στα επίπεδα ηπατικών τρανσαμινασών έχει συζητηθεί ως συνέπεια μιας μαζικής ανοσοαπόκρισης έναντι των ιικών σωματιδίων [195]. Δυστυχώς, στην περίπτωση μιας άλλης νευρομυϊκής διαταραχής-συνδεδεμένης με Χ μυοσωληναριακή μυοπάθεια-η συστηματική παροχή υψηλής δόσης σωματιδίων AAV8 που περιείχαν το cDNA για μυοτουμπουλαρίνη-1 ήταν θανατηφόρα. Δύο από τους έξι ασθενείς που έλαβαν δόση 2×1014 mg/kg ή περισσότερο πέθαναν από προοδευτική ηπατική δυσλειτουργία ακολουθούμενη από σήψη. Υποτίθεται ότι τα AAV βλάπτουν άμεσα τα ηπατικά κύτταρα [117].

Έτσι, τα AAV είναι από τη μία πλευρά αποτελεσματικά οχήματα μεταφοράς γονιδίων αλλά από την άλλη φέρουν το μειονέκτημα των σοβαρών φλεγμονωδών αντιδράσεων, ιδιαίτερα σε συστηματικές θεραπείες με υψηλές δόσεις. Έχουν προταθεί στρατηγικές για τον εντοπισμό ασθενών που κινδυνεύουν για σοβαρές παρενέργειες [57, 58] και ξεπεράστε αυτό το πρόβλημα ρυθμίζοντας την ανοσολογική αντίδραση προς μια μειωμένη απόκριση.

Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί είτε με την εξάντληση των ανοσοσφαιρινών μέσω της πλασμαφαίρεσης. ή ακόμη πιο συγκεκριμένα, με τη χρήση των μεταλλοπρωτεασών διάσπασης IgG IdeS ή IdeZ [63]. Τέτοιες προσεγγίσεις για τη μείωση των AAV-αυτοαντισωμάτων θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη μείωση των παρενεργειών των γονιδιακών θεραπειών που βασίζονται σε AAV για διαταραχές όπως το DMD όπου είναι απαραίτητη η συστηματική θεραπεία με μεγάλο αριθμό σωματιδίων ιού.
Επιπλέον, μπορεί να είναι ωφέλιμο για θεραπείες για διαταραχές έναρξης ενηλίκων, όταν οι ασθενείς αναμένεται να έχουν αναπτύξει υψηλούς τίτλους αντισωμάτων AAV λόγω πολλαπλών προηγούμενων εκθέσεων σε τέτοιους ιούς. Μια άλλη στρατηγική θα μπορούσε να είναι η τοπική ένεση, είτε με ενδορραχιαία εφαρμογή των ανασυνδυασμένων ιών είτε με έγχυση στο cisterna manga .

Αυτή η προσέγγιση ακολουθείται επί του παρόντος με μια δοκιμή γονιδιακής θεραπείας με βάση το AAV1-για την αύξηση της έκφρασης της προγκρανουλίνης σε ασθενείς με μετωποκροταφική άνοια με μεταλλάξεις κοκκιοποίησης [120](Δελτίο τύπου 28 Ιανουαρίου 2021: Passage Bio-Passage Bio Receives FDA Clearance of IND Εφαρμογή για υποψήφια γονιδιακή θεραπεία PBFT02 για τη θεραπεία ασθενών με μετωποκροταφική άνοια με μεταλλάξεις κοκκιωμάτων).

Θα δείξει πώς αντιδρά το ανοσοποιητικό σύστημα όταν εγχέονται σωματίδια AAV στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό, πόσα εγκεφαλικά κύτταρα μπορούν να προσλάβουν τα ιικά σωματίδια για να παράγουν το διαγονίδιο και ποια επίπεδα διαγονιδιακής έκφρασης είναι απαραίτητα για ένα κλινικά σχετικό αποτέλεσμα.

Σε μια μελέτη που αναφέρθηκε από τους Mueller et al., δύο ασθενείς με ALS υποβλήθηκαν σε θεραπεία με μία μόνο ενδορραχιαία έγχυση AAVrh10 που περιέχει microRNAs για τη στόχευση SOD1. Η μείωση της ρύθμισης των μεταγραφών SOD1 και της πρωτεΐνης εντοπίστηκε σε δείγματα αυτοψίας του νωτιαίου μυελού μέσω στυπώματος Western σε έναν από αυτούς τους ασθενείς.

Ο ίδιος ασθενής εμφάνισε παροδικές βελτιώσεις στη δύναμη του δεξιού του ποδιού αλλά καμία αλλαγή στη ζωτική ικανότητα, ενώ ο δεύτερος ασθενής διατήρησε σταθερή ζωτική ικανότητα κατά την 12-μηνιαία περίοδο παρατήρησης [214].

Οι συγγραφείς πρότειναν ότι η ενδορραχιαία έγχυση microRNA που χορηγούνται από AAV για SOD1 μπορεί να έχει τη δυνατότητα για παρατεταμένα ευεργετικά αποτελέσματα, αλλά πιθανώς να απαιτεί ανοσοκαταστολή.

For more information:1950477648nn@gmail.com