Żvilupp ta' Terapija Għall-Atrofija Muskolari Spinali: Perspettivi Għal Distrofiji Muskolari U Disturbi Newrodeġenerattivi Parti 11

Trasferiment tal-ġeni tal-mikro-dystrophin (µDys) ibbażat fuq l-AAV

Terapiji kawżali għal DMD idealment għandhom jirrestawraw l-espressjoni tad-distrofina fil-muskolu skeletriku. Sfortunatament, il-ġene tad-distrofina ta' tul sħiħ huwa kbir wisq biex jiġi ppakkjat f'partiċelli AAV funzjonali.

Ir-relazzjoni bejn il-malnutrizzjoni u l-memorja ġibdet ħafna attenzjoni. Il-ġisem tal-bniedem jeħtieġ varjetà ta 'vitamini, minerali, u enerġija biex iżomm il-ġisem b'saħħtu u l-moħħ jaħdem tajjeb. Il-malnutrizzjoni tista 'tikkawża problemi bħal sturdament, għeja, reazzjoni bil-mod, u inkapaċità li tikkonċentra, li jistgħu jaffettwaw it-tagħlim tan-nies u l-ħajja ta' kuljum.

Il-moħħ tal-bniedem huwa wieħed mill-aktar organi importanti tal-ġisem tal-bniedem u jeħtieġ ammont kbir ta 'enerġija u nutrijenti biex jiffunzjona. Jekk il-ġisem m'għandux vitamini u minerali meħtieġa, jista 'jaffettwa l-iżvilupp tal-moħħ, li jwassal għal tnaqqis fl-intelliġenza u telf ta' memorja. Fl-istess ħin, il-malnutrizzjoni tista 'wkoll tfixkel ix-xogħol normali tas-sistema nervuża u taffettwa l-ħsieb u l-konċentrazzjoni.

Għalhekk, drawwiet tajbin ta 'ikel huma estremament importanti għas-saħħa tal-moħħ. Ix-xjentisti rriċerkaw ħafna nutrijenti u ikel li huwa tajjeb għall-moħħ, bħal żejt tal-ħut, ġewż, karawett, blueberries, bajd, tadam, u ħaxix skur. Dan l-ikel jista 'jżid iċ-ċirkolazzjoni tad-demm fil-moħħ u jtejjeb il-memorja u l-kapaċitajiet tat-tagħlim.

Fil-qosor, il-malnutrizzjoni jista’ jkollha effetti negattivi fuq il-ġisem u l-imħuħ tagħna, għalhekk għandna niffukaw fuq id-dieta tagħna biex niksbu biżżejjed nutrijenti u enerġija. Billi nżommu stil ta 'ħajja b'saħħtu, nistgħu ntejbu l-memorja tagħna, intejbu l-abbiltajiet konjittivi, u nirrealizzaw il-potenzjal sħiħ tagħna. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn intejbu l-memorja, u Cistanche deserticola jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-memorja, minħabba li Cistanche deserticola jista 'wkoll jirregola l-bilanċ ta' newrotrasmettituri, bħal żieda fil-livelli ta 'acetylcholine u fatturi ta' tkabbir. Dawn is-sustanzi huma importanti ħafna għall-memorja u t-tagħlim. Barra minn hekk, Cistanche deserticola jista 'wkoll itejjeb il-fluss tad-demm u jippromwovi l-kunsinna ta' ossiġnu, li jista 'jiżgura li l-moħħ jirċievi biżżejjed nutrijenti u enerġija, u b'hekk itejjeb il-vitalità u r-reżistenza tal-moħħ.

Ikklikkja taf supplimenti biex tingħata spinta lill-memorja

L-istrateġiji attwali jippruvaw jevitaw dan il-konġestjoni billi jużaw forom maqtugħin ta 'distrofina b'funzjoni residwa li hija biżżejjed għal attenwazzjoni tal-marda [56]. Provi kliniċi indipendenti mis-siġar, bl-użu ta 'terapija tal-ġeni b'dawn il-mikro-dystrophinconstructs bħalissa għaddejjin (miġbura fil-qosor fi [52].

Riżultati inizjali minn waħda minn dawn il-provi kliniċi li għaddejjin bil-μDys urew li aktar minn 80% tal-fibri tal-muskoli kienu pożittivi għall-mikro-dystrophin b'espressjoni sinifikanti ta' μDys f'bijopsiji ta' wara t-trattament (95.8% meta mqabbla man-normal) (Sarepta Therapeutics Tħabbar Riżultati Aġġornati Pożittivi minn Micro-Dystrophin Prova biex Tittratta Pazjenti b'DMD https://investorrelations.sarepta.com/news-releases/news-release-details/sarepta-therapeutics-announces-23rd-internationalcongress-world), u miġbura fil-qosor minn [75, 306. ].
Barra minn hekk, terapija fit-tul b'μDys għandha effetti ta 'benefiċċju f'mudell tal-klieb[165]. MicroDys ma fihx l-elementi funzjonali kollha tad-distrofina full-length li huma importanti għall-interazzjonijiet ma 'proteini oħra biex iwasslu forzi fuq l-actina kontrattili.

Għal dan il-għan, ġew żviluppati varjanti ġodda ta 'dominji tal-vireg ċentrali modifikati μDyswith, li huma mistennija li juru attività ta' salvataġġ ċellulari ogħla, ġew żviluppati [240, 241] u bħalissa huma ttestjati fi provi kliniċi[178].

Għażla oħra li hija segwita bħalissa hija l-użu ta 'utrofina minjaturizzata (μUtro), verżjoni mqassra ta' utrofina ottimizzata bil-kodon li hija differenti f'xi interazzjonijiet proteina-proteina mid-distrofina. Jipprevjeni l-patoloġija tal-muskoli u jidher b'mod mhux immunoġeniku f'mudelli ta 'klieb kbar. Madankollu, effett pożittiv fuq il-fenotip tal-marda ma ġiex ikkonfermat [280].

L-espressjoni żejda ta' b1,4-N-acetylgalactosaminyltransferase (GALGT2) hija t-tielet possibbiltà. GALGT2 jistimula l-upregulation ta 'proteini ewlenin li jorbtu ċitoskeletali li jistgħu jaġixxu bħala surrogati ta' dystrophin [43, 328].

Wara li wriet is-sigurtà f'mudelli pre-kliniċi, din it-terapija issa qed tiġi ttestjata fi prova ta' fażi I/IIa biex tiġi evalwata s-sigurtà tagħha fil-bnedmin. (Prova Klinika ta' Trasferiment tal-Ġene lil deliverrAAVrh74.MCK. GALGT2 għal Duchenne MuscularDystrophy-NCT03333590. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03333590 48).

Trasferiment tal-ġeni AAV fil-marda ta' Parkinson (PD)

Il-marda ta 'Parkinson hija disturb deġenerattiv fit-tul li taffettwa sistemi newronali multipli, b'mod partikolari s-sistema tal-mutur. L-aktar sintomi komuni jinkludu rogħda, riġidità, moviment bil-mod flimkien ma 'diffikultajiet fil-mixi.

Hekk kif il-marda timxi 'l quddiem, isiru evidenti wkoll sintomi mhux tal-mutur bħal alterazzjonijiet konjittivi u fl-imġieba. Is-sintomi tal-mutur huma kkawżati minn deġenerazzjoni tan-newroni dopaminerġiċi fis-substantia nigra. It-telf ta 'dawn in-newroni dopaminerġiċi jirriżulta f'eċċitazzjoni żejda tan-nukleu subtalamiku (STN) li jwassal għal inibizzjoni akbar tat-thalamus [203].

Għalhekk, il-pazjenti tal-Parkinson ibatu minn difetti fil-bidu tal-moviment. L-istimulazzjoni profonda tal-moħħ tan-nukleu subtalamika tidher bħala għażla terapewtika attraenti minħabba li Levodopa [80] u trattamenti farmakoloġiċi oħra ma jistgħux iwaqqfu l-proċess deġenerattiv f'din il-marda. Għalhekk, l-istrateġiji tal-ġeni li jużaw vettori AAV jidhru bħala għażla għat-trattament tal-PD, ukoll flimkien ma 'stimulazzjoni profonda tal-moħħ.

Bħalissa, hemm bosta provi li jinvolvu l-PD u t-terapija tal-ġeni elenkati fuq clinicaltrials.gov. L-approċċ li jinkludi kollox tat-terapija tal-ġeni għall-PD huwa li tippreserva l-produzzjoni tad-dopamina fiċ-ċelloli newronali li mhumiex affettwati, biex iżomm funzjonalment iċ-ċirkwiti tal-gangli bażali.
Għal dan il-għan, twassil dirett intraparenkimali permezz ta' amministrazzjoni iggwidata mill-MRI ta' AAV2 li jikkodifika s-cDNA għal L-amino aciddecarboxylase aromatiku (VY-AADC01) ġie stabbilit [46].

Ħmistax-il suġġett bi PD moderatament avvanzat u fluttwazzjonijiet tal-mutur refrattorji għall-mediċina rċevew VY-AADC01. L-amministrazzjoni iggwidata mill-MRI kisbu kopertura putaminali ta '20-40% b'żieda fl-attività ta' l-enzimi evalwata minn PET u titjib kliniku relatat mad-doża.

Tnaqqis simultanju ta 'medikazzjoni antiparkinsonjana wassal għal sintomi mnaqqsa ta' diskinesija [46]. Strateġija simili hija l-kunsinna AAV2-GAD (Glutamatdecarboxylase) iggwidata mill-MRI fl-STN biex tiżdied l-inibizzjoni lokali tal-GABA u tikkoreġi l-iperattività patoloġika f'din l-istruttura tal-moħħ. Twettqu provi tal-Fażi 1 u 2 b'kunsinna AAV2-GAD permezz ta' konsenja mtejba bil-konvezzjoni (CED) lill-STN ta' pazjenti PD[146, 171].

Dawn il-pazjenti wrew titjib fis-sintomi tal-mutur tagħhom, iżda mhux sal-punt li jista 'jinkiseb permezz ta' stimulazzjoni profonda tal-moħħ tal-STN [171].

Approċċi tat-terapija tal-ġeni fil-marda ta' Alzheimer (AD)

Il-ġenerazzjoni tal-peptide amyloid-(A) patoloġiku huwa maħsub li huwa l-avveniment inizjali fil-proċess AD. Peress li bosta provi kliniċi preċedenti inklużi terapiji immuni biex titnaqqas it-tagħbija bil-plakek amilojde fallew jew wrew biss effetti minuri [228], l-FDA issa approvat Aducanumab ikkummerċjalizzat taħt l-isem Aduhelm™ bħala antikorp A-directed.

L-effetti ta 'din it-terapija jidhru li huma inqas milli mistenni, u dan jiġbed l-attenzjoni lura għal terapiji tal-ġeni potenzjali li jinterferixxu ma' disfunzjoni sinaptika u deġenerazzjoni.

L-isfidi tekniċi għal dan l-approċċ huma simili għal dawk fil-PD. Il-kunsinna mtejba mill-konvezzjoni iggwidata mill-MRI ta 'intervent mhijiex esklussivament rilevanti għat-trattament ta' pazjenti PD. Bl-istess mod, pazjenti AD jistgħu jibbenefikaw minn trasferiment tal-ġeni virali u dan l-approċċ tekniku. Xi żviluppi terapewtiċi jiffokaw fuq il-proteina tau [49, 329]. Tau patoloġiku fil-moħħ AD huwa prevalenti fi stat iperfosforilat (jiġifieri fosforilati f'siti multipli fi ħdan il-proteina tau). Din il-modifika wara t-traduzzjoni tikkorrispondi għall-aggregazzjoni tat-tau u t-tħabbil newrofibrillari [133].

It-trasferiment tal-ġeni medjat mill-AAV tal-kinase-p38 tau attivat b'mod kostituttiv intwera li jnaqqas id-demenzja relatata mat-tau f'mudelli tal-ġrieden tad-dimenzja pre-klinika anke meta jkunu preżenti difetti konjittivi avvanzati [136]. Din l-istrateġija għadha ma daħlitx fl-istadju ta' provi kliniċi għal pazjenti AD. Madankollu, jista 'jsir fattibbli peress li t-trasferiment tal-ġeni virali ta' BDNF ikun daħal fil-klinika.

Din il-prova hija bbażata fuq studji prekliniċi li juru li t-twassil ta' BDNF (permezz ta' espressjoni transġenika jew infużjonijiet) f'mudelli ta' annimali gerriema jreġġa' lura t-telf sinaptiku wara l-bidu tal-marda li jikkorrispondi għal tagħlim imtejjeb u prestazzjoni konjittiva. Il-BDNF ipprevjeni wkoll il-mewt entorhinalneuronal ikkaġunata minn leżjoni fil-mudell tal-primati. F'xadini ta 'età, BDNF tejbet il-prestazzjonijiet f'kompiti ta' diskriminazzjoni viżuospazjali li jikkorrispondu għal daqsijiet newronali entorrinali medji miżjuda [216]. Abbażi ta’ din id-dejta, bdiet prova klinika tal-fażi 1 fi Frar 2021.

Din it-trija tevalwa l-effetti ta' injezzjoni diretta ta' AAV2-BDNF fil-moħħ ta' pazjenti AD jew pazjenti b'Indeboliment Konjittiv Ħafif (MCI) (Scott LaFee, Prova klinika l-Ewwel fil-Bniedem biex tiġi vvalutata t-terapija tal-ġeni għall-Marda ta' Alzheimer, UC San Diego Ċentru tal-Aħbarijiet 18 ta’ Frar, 2021).

Konklużjonijiet

SMA prossimali tat-tfulija hija marda ġenetikament omoġenja kkawżata minn SMN1 mitluf jew mutat u modulata minn kopji SMN2 varjabbli. Din hija kundizzjoni ideali biex jiġu identifikati d-difetti ċellulari sottostanti u biex jiġu żviluppati strateġiji terapewtiċi li jikkumpensaw għan-nuqqas ta 'proteina SMN, li hija ċ-ċavetta għall-patofiżjoloġija SMA. Riċerka estensiva dwar din il-kundizzjoni ppermettiet l-introduzzjoni ta 'terapiji b'oligonukleotidi u molekuli li jimmodulaw it-twaħħil ta' qabel l-mRNA.

Barra minn hekk, it-terapija tal-ġeni bbażata fuq l-AAV daħlet fl-istadju kliniku għat-trattament ta 'mard newrodeġenerattiv. Peress li l-biċċa l-kbira tal-każijiet ta 'SMA huma dijanjostikati kmieni fil-ħajja u t-terapija normalment tibda immedjatament wara d-dijanjosi, ir-reazzjonijiet immunoloġiċi kontra l-AAVs huma inqas problematiċi meta mqabbla ma' pazjenti ta 'età avvanzata li jkunu esposti għal virus bħal dawn matul ħajjithom.

L-esperjenza klinika b'dawn l-applikazzjonijiet tista' tgħin biex jiġu żviluppati u ottimizzati approċċi analogi lil hinn mill-SMA. Bħalissa, l-iżvilupp ta 'strateġiji terapewtiċi għadu għaddej u nisperaw li se jagħmel differenza fit-trattament ta' disturbi newrodeġenerattivi oħra bħal sklerożi laterali amjotrofika, Parkinson, u marda ta 'Alzheimer kif ukoll distrofiji muskolari.

Abbrevjazzjonijiet

3,4-DAP: 3,4-Diaminopyridine; 4-AP: 4-Aminopyridine; AAV: Adeno-virus assoċjat; AD: Il-marda ta’ Alzheimer; ALS: Sklerożi laterali amiotrofika; ASO:Oligonukleotide kontra s-sens; ATXN2: Ataxin 2; ATP: Adenosine triphosphate; BBB: Barriera demm-moħħ; BDNF: Fattur newrotrofiku derivat mill-moħħ; BMD: Beckermuscular dystrophy; bp: Pari bażi; CED: Konsenja mtejba bil-konvezzjoni;CHIP1: Proteina 1 ta' l-idejn EF bħal Calcineurin; CHOP INTEND: Sptar tat-tfal ofPhiladelphia test tat-trabi ta 'disturbi newromuskolari; CMAP: Potenzjal ta' azzjoni tal-muskoli kompost; CNTF: Fattur newrotrofiku ċiljari; CSF: Fuid ċerebrospinali;DMD: Distrofija muskolari ta' Duchenne; DPRs: Proteini ripetuti tad-dipeptidi omopolimeriċi; DSB: Break doppju; DSMA: Atrofija muskolari tas-sinsla distali; E:Jum embrijoniku; EAP: Programm ta' aċċess estiż; EMA: Aġenzija Ewropea għall-Mediċini; fALS: Sklerożi laterali ajotrofika familjari; AID: Ikel u amministrazzjoni tad-droga; GABA: Gamma aminobutyric acid; GAD: Glutamate decarboxylase; GDNF: Fattur newrotrofiku derivat miċ-ċelluli gliali; GOF: Qligħ tal-funzjoni; gRNA:gwida-RNA; HFMSE: Skala tal-mutur funzjonali Hammersmith estiża; hIGF-1:Kompless ma' rhIGFBP-3; HINE-2: Eżami newroloġiku tat-trabi ta' Hammersmith-2; IGF1: Fattur tat-tkabbir li jixbah l-insulina 1; iPSC: Ċellula staminali pluripotenti indotta;ISS: Splice silencer Intrronic; JNKs: C-Jun N-terminal kinases; kb: Kilo bażi; LOF: Telf tal-funzjoni; LTFU: Segwitu fit-tul; MCI: Indeboliment konjittiv ħafif;MMD: Deġenerazzjoni makulari mikroċistojde; MRI: Magnetic Resonance Imaging;NCALD: Neurocalcin delta; NMJ: Junction newromuskolari; OLE: Open-labelextension; ORF: Qafas ta 'qari miftuħ; P: Jum wara t-twelid; PD: Il-marda ta' Parkinson;PLS3: Plastin 3; PMO: Phosphorodiamidate morpholino oligomer; Ran: Ripetizzjoni assoċjata mhux traduzzjoni AUG; RBP: proteina li torbot l-RNA; RULM: Modulu Riveduta Upper Limb; sALS: Sklerożi laterali ajotrofika sporadika; scaAV: AAV komplimentari għal rashom; SMA: Atrofija muskolari spinali; SMARD1: Muskolatrofija spinali b'diffikultà respiratorja tip 1; SMN: Sopravivenza Motor Neuron; SNP:Polimorfiżmu ta' nukleotidi wieħed; snRNP: Partiċelli ribonukleari nukleari żgħar;SOD1: Superoxid dismutase 1; STN: Nukleu subtalamiku; TrkB: Tropomyosinrelated kinase.

Rikonoxximenti

Nirringrazzjaw lil Dr Michael Briese għal riflessjoni kritika fuq il-manuskritt.

Kontribuzzjonijiet tal-awturi

SJ u MS ikkonċepiw u kitbu r-reviżjoni. LH ikkontribwixxa biex ikkonċepita thereview u ħoloq iċ-ċifri. LH uża l-arti medika ta' Servier għall-illustrazzjonijiet (https://smart.servier.com). L-awturi kollha qraw u approvaw il-manuskritt finali.

Finanzjament

Ix-xogħol fil-laboratorju tal-awturi huwa appoġġjat mid-Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Għotjiet JA 1823/3-1, 2-1 lil SJ u SE 697/6-1, 4-2, { {6}}, u 7-1 toMS, b'għotja minn Picoquant, il-BMBF permezz tan-Netwerk CalsER, u appoġġ mill-Hermann u Lilly Schilling Stiftung im Stifterverband derDeutschen Wissenschaft u minn Cure SMA (JAB1920) lil SJ.

Disponibbiltà ta 'data u materjali

Ma japplikax.

Dikjarazzjonijiet

Approvazzjoni etika u kunsens għall-parteċipazzjoni

Ma japplikax.

Kunsens għall-pubblikazzjoni

Ma japplikax.

Interessi li jikkompetu

L-awturi ma jiddikjaraw l-ebda interessi li jikkompetu.

Referenzi

1. Aartsma-Rus, A., Straub, V., Hemmings, R., Haas, M., Schlosser-Weber, G.,Stoyanova-Beninska, V., Mercuri, E., Muntoni, F., Sepodes, B., Vroom, E., & Balabanov, P. (2017). Żvilupp ta 'terapiji ta' qbiż ta 'exon għad-distrofija muskolari ta' Duchenne: Reviżjoni kritika u perspettiva dwar il-kwistjonijiet pendenti [Reviżjoni]. Terapewtika tal-Aċidu Nuklejku, 27(5), 251–259.https://doi.org/10.1089/nat.2017.0682

2. Ahn, AH, & Kunkel, LM (1993). Id-diversità strutturali u funzjonali tad-distrofina. Nature Genetics, 3(4), 283–291.https://doi.org/10.1038/ng0493-283

3. Al-Zaidy, SA, & Mendell, JR (2019). Minn provi kliniċi għall-prattika klinika: Konsiderazzjonijiet prattiċi għat-terapija ta 'sostituzzjoni tal-ġeni fl-SMA Type1. Newroloġija Pedjatrika, 100, 3-11.https://doi.org/10.1016/j.pediatrneurol.2019.06.007

4. Alami, NH, Smith, RB, Carrasco, MA, Williams, LA, Winborn, CS,Han, SSW, Kiskinis, E., Winborn, B., Freibaum, BD, Kanagaraj, A., Clare,AJ, Badders , NM, Bilican, B., Chaum, E., Chandran, S., Shaw, CE,Eggan, KC, Maniatis, T., & Taylor, JP (2014). It-trasport assonali ta' granuli ta' TDP-43mRNA huwa mfixkel minn mutazzjonijiet li jikkawżaw l-ALS [Appoġġ għar-Riċerka, NIH, Appoġġ għar-Riċerka Extramural, Gov't mhux tal-Istati Uniti]. Neuron, 81(3),536–543.https://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.12.018

5. Alrafah, A., Karyka, E., Coldicott, I., Iremonger, K., Lewis, KE, Ning, K., & Azzouz, M. (2018). Plastin 3 jippromwovi t-tkabbir assonali tan-newroni tal-mutur u jestendi s-sopravivenza f'mudell tal-ġurdien ta 'atrofija muskolari tas-sinsla.https://doi.org/10.1016/j.omtm.2018.01.007

6. Andersen, PM, Forsgren, L., Binzer, M., Nilsson, P., Ala-Hurula, V., Keranen, ML, Bergmark, L., Saarinen, A., Haltia, T., Tarvainen, I ., Kinnunen,E., Udd, B., & Marklund, SL (1996). Sklerożi laterali awtosomali reċessiva għall-adulti-onstamyotrophic assoċjata ma' omozygoty għal mutazzjoni Asp90Ala CuZn-superoxide dismutase. Studju kliniku u ġenealoġiku ta' 36 pazjent [Appoġġ għar-Riċerka, Gov't mhux tal-Istati Uniti]. Moħħ,119(Pt 4), 1153–1172.https://doi.org/10.1093/brain/119.4.1153

7. Andersen, PM, Nilsson, P., Ala Hurula, V., Keranen, ML, Tarvainen, I., Haltia, T., Nilsson, L., Binzer, M., Forsgren, L., & Marklund, SL (1995) .Sklerożi laterali amiotrofika assoċjata ma 'omozygosity għal mutazzjoni anAsp90Ala f'CuZn-superoxide dismutase. Ġenetika tan-Natura, 10,61–66.

For more information:1950477648nn@gmail.com