Terapiutvikling for spinal muskelatrofi: Perspektiver for muskeldystrofier og nevrodegenerative lidelser del 10

ASO-behandlinger for muskeldystrofier

Duchennes muskeldystrofi (DMD) og Beckers muskeldystrofi (BMD), de to formene for X-koblet muskeldystrofi er forårsaket av mutasjoner i Dystrofin-genet. DMD forekommer med en forekomst på omtrent 1:5000, mens BMD påvirker barn med en forekomst på 1:30 000 [155].

Duchenne muskeldystrofi er en sjelden genetisk sykdom som forårsaker muskelsvakhet, tretthet, stivhet og andre symptomer. Imidlertid kan de fleste pasienter fortsatt opprettholde sine liv og treningsevner gjennom medikamentell behandling og rehabiliteringstrening, og forholdet til hukommelsen vil kanskje ikke bli særlig påvirket.

Mange mennesker med Duchenne muskeldystrofi kan demonstrere gode hukommelsesferdigheter i skole, arbeid og livet. Forskning viser at dette har mye å gjøre med deres selvledelsesevner og mestringsstrategier. Fordi sykdommen forårsaker muskeltretthet og -svakhet, må pasienter ofte være mer organiserte om tid og aktiviteter for å få mest mulig ut av de mest aktive timene. Denne evnen utøver også deres selvkontroll og selvledelsesevner, som igjen bidrar til å forbedre deres hukommelse og læringsevner.

Derfor, selv om Duchennes muskeldystrofi vil ha en viss innvirkning på folks fysiske helse, betyr det ikke at pasienter uunngåelig vil henge etter vanlige mennesker når det gjelder hukommelse og læringsevner. Tvert imot har de en tendens til å ha sterkere fordeler i selvledelse og mestringsstrategier, noe som også hjelper dem å oppnå bedre resultater i studie- og arbeidskonkurranse. Derfor bør vi behandle denne sykdommen og pasientene med en positiv holdning, og gi dem mer støtte og oppmuntring, slik at de kan få et sunnere og tilfredsstillende liv. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig, fordi Cistanche deserticola har antioksidant-, anti-inflammatoriske og antialdringseffekter, som kan bidra til å redusere oksidasjon og inflammatoriske reaksjoner i hjernen, og dermed beskytte helsen til nervesystemet. I tillegg kan Cistanche deserticola også fremme vekst og reparasjon av nerveceller, og dermed forbedre tilkoblingen og funksjonen til nevrale nettverk. Disse effektene kan bidra til å forbedre hukommelse, læring og tenkehastighet, og kan også forhindre utvikling av kognitiv dysfunksjon og nevrodegenerative sykdommer.

Klikk på Know for å forbedre korttidshukommelsen

Den alvorlige formen, DMD, starter vanligvis før 4 år. Berørte gutter mister ambulasjon rundt 12 år og får ventilasjon ved 18-års alder [119]. Gjennomsnittlig levetid i dag er 20–30 år på grunn av fremskritt innen hjerte- og åndedrettspleie.

I motsetning til SMA, er spekteret av mutasjoner i DMD bredt og spenner fra punktmutasjoner til delesjoner, så vel som små insersjoner til store duplikasjoner [24]. Dystrofingenet er et av de største menneskelige genene som inneholder 79 eksoner og omtrent 2,4 millioner basepar [2, 24, 41]. Dystrofinproteinets primære rolle er å koble aktin-cytoskjelettet med den ekstracellulære matrisen i hjerte- og skjelettmuskulaturen ved å danne interaksjoner med subsarcolemmalactin og det store oligomere dystrofin-glykoproteinkomplekset (DPG).

Dette regulerer riktig funksjon av muskelfibre. Defekter i DPG resulterer i muskelsvakhet på grunn av sammentrekningsindusert skade, nekrose og betennelse, og en erstatning av funksjonelle myofibere med fibrøst og fettholdig bindevev [29].

Sykdommens alvorlighetsgrad avhenger i stor grad av gjenværende funksjoner til det trunkerte dystrofinproteinet, som er avledet fra det mutante genet. Interessant nok har milde former av sykdommen ikke bare blitt oppdaget hos pasienter med punktmutasjoner som bare har mindre konsekvenser for proteinstruktur og funksjon, men også hos BMD-pasienter der flere eksonkodede domener ikke er transkribert, noe som resulterer i et sterkt trunkert dystrofin-mRNA på bare 8,8 kb[79].

Denne observasjonen har banet vei for å definere essensielle underdomener innenfor dystrofinproteinet og eksoner i transkripsjoner som er funksjonelt viktige og må være tilstede for å redusere sykdomsgraden. Tilsvarende er disse funnene grunnlaget for utformingen av kunstige mini-dystrofingener som kan brukes til genterapi gjennom virale vektorer som bare kan bære cDNA med begrenset lengde [52].

Exon hopper over

Retensjon eller bevaring av den åpne leserammen (ORF) er et alternativ for å begrense de fysiologiske konsekvensene av tap av dystrofin hos DMD-pasienter med nonsens-mutasjoner. Oppbevaring av ORF kan formidles via ASO-levering.

Bindingen av ASO-ene til dystrofin-pre-mRNA-transkriptet induserer sletting/hopping av visse ekson(er) og kan dermed gjenopprette ORF [72]. Det resulterer i kortere ORF produserer en fenotype som ligner på den som er beskrevet for den mildere formen av DMD-the BMD.Tree ASOs med phosphorodiamidate morpholinooligomer (PMO) backbone som brukes for exon skipping-elegize (exon 51), Goodison (exon 53), andviltolarsen (exon) 53)-har blitt godkjent av FDA.

Imidlertid viser ASO-ene også noen begrensninger [75 306] [1]. Siden DMD-pasienter har varianter i mange forskjellige eksoner som forårsaker flere leserammeforstyrrelser, er slike enkelteksonbehandlinger bare aktuelt for en undergruppe av DMD-pasienter.

Multi-ekson-hopping har blitt foreslått for å overvinne det begrensede omfanget av enkelt-ekson-hopping ved å målrette DMD-pasienter med variant-eksoner [16]. En cocktail av ASO-er rettet mot variant-hotspots av eksoner 45–55 kan effektivt hoppe over disse eksonene i både udødeliggjorte DMD-pasientmuskelceller og musemodeller [73, 167].

Imidlertid har en blanding av flere ASOer også en høyere risiko for effekter utenfor målet. Dette må testes i kliniske studier. Hvis denne finansieringen er vellykket oversatt til klinikken, kan den potensielt være nyttig for mer enn 65 % av DMD-pasientene [74].

Genom redigering

Genomredigering med CRISPR-Cas9 fremstår som et attraktivt alternativ for ORF-restaurering av dystrofingenet. Anvendelse av CRISPR-Cas9 krever ikke re-injeksjoner fordi DNA i stedet for pre-mRNA er målrettet. Denne tilnærmingen kan også være nyttig for å behandle pasienter med duplikasjoner i visse eksoner av DMD-genet siden den tillater fjerning av ekstra eksoner og andre geninnsettinger.

Bruken av et multiplekset guide-RNA (gRNA) rettet mot de variantutsatte eksonene 45–55 eller 47–58, har blitt vist for å gjenopprette dystrofinekspresjon [306] i dyrkede pasientavledede myoblaster. Når disse myoblastene ble implantert i mus, ble ekspresjonen opprettholdt [226].
Fordi Cas9 induserer dobbeltstrengsbrudd (DSB) av gRNA på en målrettet måte, forblir imidlertid av-mål-DNA-skjæring et problem. Foreløpig er det ingen kliniske studier som bruker genomredigeringsmetoder for DMD [75].

Perspektiver av AAV-baserte genterapier utover SMA

Når det gjelder mutasjonsbasert LOF, må relevante terapeutiske tilnærminger reetablere genfunksjonen. I tilfellet med SMA ga scAAV9-SMN1-genterapien bevis på at denne tilnærmingen er mulig for behandling av nevrodegenerativ sykdom.

Dosen på 1,1 × 1014 vg/kg kroppsvekt så ut til å være tilstrekkelig til å transdusere genet til et klinisk relevant antall motoneuroner og for å opprettholde uønskede effekter som alvorlig akutt leverskade på et lavt nivå.

En økning i levertransaminasenivåer har blitt diskutert som en konsekvens av en massiv immunrespons mot virale partikler [195]. Dessverre, i tilfelle av en annen nevromuskulær lidelse - X-koblet myotubulær myopati - var den systemiske leveringen av en høy dose AAV8-partikler som inneholdt cDNA for myotubularin-1 dødelig. To av seks pasienter som fikk doser på 2×1014 mg/kg eller mer døde av progressiv leverdysfunksjon etterfulgt av sepsis; det antas at AAV direkte skader leverceller [117].

AAV-er er altså på den ene siden effektive genoverføringsvehikler, men på den andre siden har de ulempen med alvorlige betennelsesreaksjoner, spesielt ved systemiske behandlinger med høye doser. Strategier har blitt foreslått for å identifisere pasienter med risiko for alvorlige bivirkninger [57, 58], og for å overvinn dette problemet ved å modulere immunreaksjonen mot en dempet respons.

Dette kan oppnås enten ved å utarme immunglobuliner via plasmaferese; eller enda mer spesifikt, ved bruk av de IgG-spaltende metalloproteasene IdeS eller IdeZ [63]. Slike tilnærminger for å redusere AAV-autoantistoffer kan bidra til å redusere bivirkningene av AAV-baserte genterapier for lidelser som DMD der systemisk behandling med et høyt antall viruspartikler er nødvendig.
Videre kan det være fordelaktig for terapier for lidelser som oppstår hos voksne når pasienter forventes å ha utviklet høye AAV-antistofftitere på grunn av flere tidligere eksponeringer for slike virus. En annen strategi kan være lokal injeksjon, enten ved intratekal påføring av de rekombinante virusene eller injeksjon i cisterna manga. .

Denne tilnærmingen følges for tiden med en AAV1-basert genterapiforsøk for å øke ekspresjonen av progranulin hos pasienter med frontotemporal demens med granulinmutasjoner [120](Pressemelding 28. januar 2021: Passage Bio-Passage Bio mottar FDA-godkjenning av IND Søknad om PBFT02 genterapikandidat for behandling av pasienter med frontotemporal demens med granulinmutasjoner).

Den vil vise hvordan immunsystemet reagerer når AAV-partikler injiseres i CSF, hvor mange hjerneceller som kan ta opp viruspartiklene for å produsere transgenet, og hvilke nivåer av transgenekspresjon som er nødvendig for en klinisk relevant effekt.

I en studie rapportert av Mueller et al., ble to ALS-pasienter behandlet med en enkelt intratekal infusjon av AAVrh10 inneholdende mikroRNA for å målrette SOD1. Nedregulering av SOD1-transkripsjoner og protein ble identifisert i ryggmargsobduksjonsprøver via Western blot i en av disse pasientene.

Den samme pasienten viste forbigående forbedringer i styrken til høyre ben, men ingen endring i vitalkapasitet, mens den andre pasienten opprettholdt en stabil vitalkapasitet over 12-månedsobservasjonsperioden [214].

Forfatterne foreslo at intratekal infusjon av AAV-levert mikroRNA for SOD1 kan ha potensial for vedvarende gunstige effekter, men muligens kreve immunsuppresjon.

For more information:1950477648nn@gmail.com