Разработка терапии спинальной мышечной атрофии: перспективы лечения мышечных дистрофий и нейродегенеративных заболеваний. Часть 10.

ASO-терапия мышечных дистрофий

Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) и мышечная дистрофия Беккера (МДБ), две формы Х-сцепленной мышечной дистрофии, вызваны мутациями в гене дистрофина. МДД встречается с частотой около 1:5000, тогда как МДД поражает детей с частотой 1:30 000 [155].

Мышечная дистрофия Дюшенна — редкое генетическое заболевание, вызывающее мышечную слабость, утомляемость, скованность и другие симптомы. Тем не менее, большинство пациентов по-прежнему могут поддерживать свою жизнь и физическую способность благодаря медикаментозному лечению и реабилитационному обучению, и их отношения с памятью могут не сильно пострадать.

Многие люди с мышечной дистрофией Дюшенна могут демонстрировать отличные навыки памяти в школе, на работе и в жизни. Исследования показывают, что это во многом связано с их способностями к самоконтролю и стратегиями преодоления трудностей. Поскольку заболевание вызывает мышечную усталость и слабость, пациентам часто необходимо более организованно распределять свое время и деятельность, чтобы максимально эффективно использовать свои наиболее активные часы. Эта способность также реализует их способности к самоконтролю и самоконтролю, что, в свою очередь, помогает улучшить их память и способности к обучению.

Поэтому, хотя мышечная дистрофия Дюшенна будет оказывать определенное влияние на физическое здоровье людей, это не означает, что пациенты неизбежно будут отставать от обычных людей с точки зрения памяти и способностей к обучению. Напротив, они, как правило, имеют более сильные преимущества в стратегиях самоуправления и преодоления трудностей, что также помогает им достигать лучших результатов в учебе и конкуренции на рабочем месте. Поэтому мы должны относиться к этому заболеванию и пациентам с позитивным настроем и оказывать им больше поддержки и поощрения, чтобы они могли вести более здоровую и полноценную жизнь. Видно, что нам необходимо улучшить память, а Cistanche Deserticola может значительно улучшить память, поскольку Cistanche Deserticola обладает антиоксидантным, противовоспалительным и омолаживающим действием, что может помочь уменьшить окислительные и воспалительные реакции в мозге, тем самым защищая здоровье нервной системы. Кроме того, Cistanche Deserticola может также способствовать росту и восстановлению нервных клеток, тем самым улучшая связь и функцию нейронных сетей. Эти эффекты могут помочь улучшить память, скорость обучения и мышления, а также предотвратить развитие когнитивной дисфункции и нейродегенеративных заболеваний.

Нажмите «Знать», чтобы улучшить кратковременную память.

Тяжелая форма МДД обычно начинается в возрасте до 4 лет. Заболевшие мальчики теряют возможность передвигаться примерно в 12 лет и получают искусственную вентиляцию легких к 18 годам [119]. Средняя продолжительность жизни сегодня составляет 20–30 лет благодаря достижениям в области кардиологической и респираторной помощи.

В отличие от СМА, спектр мутаций при МДД широк и варьируется от точечных мутаций до делеций, а также от небольших инсерций до крупных дупликаций [24]. Ген дистрофина — один из крупнейших генов человека, содержащий 79 экзонов и примерно 2,4 млн пар оснований [2, 24, 41]. Основная роль белка дистрофина заключается в соединении актин-цитоскелета с внеклеточным матриксом в сердечных и скелетных мышцах путем формирования взаимодействий с субсарколеммалактином и большим олигомерным дистрофин-гликопротеиновым комплексом (ДПГ).

Это регулирует правильное функционирование мышечных волокон. Дефекты ДПГ приводят к мышечной слабости из-за повреждения, вызванного сокращением, некрозу и воспалению, а также замене функциональных мышечных волокон фиброзной и жировой соединительной тканью [29].

Тяжесть заболевания во многом зависит от остаточных функций укороченного белка дистрофина, который происходит от мутантного гена. Интересно, что легкие формы заболевания были обнаружены не только у пациентов с точечными мутациями, которые имеют лишь незначительные последствия для структуры и функции белка, но также у пациентов с МДБ, у которых не транскрибируются множественные домены, кодируемые экзонами, что приводит к сильно усеченной мРНК дистрофина, составляющей всего 8,8. КБ[79].

Это наблюдение проложило путь к определению основных субдоменов в белке дистрофина и экзонов в транскриптах, которые функционально важны и должны присутствовать для смягчения тяжести заболевания. Аналогичным образом, эти результаты являются основой для создания искусственных генов мини-дистрофинов, которые можно было бы использовать для генной терапии с помощью вирусных векторов, которые могут нести только кДНК ограниченной длины [52].

Пропуск экзона

Сохранение или сохранение открытой рамки считывания (ОРС) является вариантом ограничения физиологических последствий потери дистрофина у пациентов с МДД с нонсенс-мутациями. Сохранение ORF может быть обеспечено посредством доставки ASO.

Связывание ASO с транскриптом пре-мРНК дистрофина индуцирует делецию/пропуск определенных экзонов и, таким образом, может восстановить ORF [72]. В результате более короткая ORF дает фенотип, аналогичный описанному для более легкой формы МДД - МПК. Древовидные ASO с основной цепью фосфородиамидатного морфолиноолигомера (PMO), которые используются для пропуска экзона - элегайз (экзон 51), Гудисона (экзон 53) и вилтоларсена (экзон 53) — одобрены FDA.

Однако ASO также имеют некоторые ограничения [75,306] [1]. Поскольку у пациентов с МДД есть варианты во многих различных экзонах, которые вызывают множественные нарушения рамки считывания, такое лечение одним экзоном применимо только к подгруппе пациентов с МДД.

Пропуск нескольких экзонов был предложен для преодоления ограниченных возможностей пропуска одного экзона путем нацеливания на пациентов с МДД с вариантными экзонами [16]. Комбинация ASO, нацеленная на варианты «горячих точек» экзонов 45–55, может эффективно пропускать эти экзоны как в иммортализованных мышечных клетках пациентов с МДД, так и в мышиных моделях [73, 167].

Однако сочетание нескольких ASO также имеет более высокий риск нецелевых эффектов. Это необходимо проверить в клинических испытаниях. Если это финансирование будет успешно переведено в клинику, оно потенциально может быть полезно для более чем 65% пациентов с МДД [74].

Редактирование генома

Редактирование генома с помощью CRISPR-Cas9 представляется привлекательным вариантом восстановления ORF гена дистрофина. Применение CRISPR-Cas9 не требует повторных инъекций, поскольку нацелена на ДНК, а не на пре-мРНК. Этот подход также может быть полезен для лечения пациентов с дупликациями определенных экзонов гена МДД, поскольку он позволяет удалять лишние экзоны и вставки других генов.

Было показано, что использование мультиплексированной направляющей РНК (гРНК), нацеленной на склонные к вариантным экзонам 45–55 или 47–58, восстанавливает экспрессию дистрофина [306] в культивируемых миобластах, полученных от пациентов. Когда эти миобласты были имплантированы мышам, экспрессия сохранялась [226].
Однако, поскольку Cas9 целенаправленно индуцирует двухцепочечные разрывы (DSB) гРНК, нецелевое разрезание ДНК остается проблемой. В настоящее время не существует клинических исследований, использующих подходы редактирования генома для лечения МДД [75].

Перспективы генной терапии на основе AAV за пределами СМА

В случае LOF, вызванного мутациями, соответствующие терапевтические подходы должны восстановить функцию гена. В случае СМА генная терапия scAAV9-SMN1 доказала, что этот подход возможен для лечения нейродегенеративных заболеваний.

Доза 1,1×1014 г/кг массы тела оказалась достаточной для преобразования гена в клинически значимое количество мотонейронов и поддержания на низком уровне побочных эффектов, таких как тяжелое острое повреждение печени.

Повышение уровня трансаминаз в печени обсуждалось как следствие массивного иммунного ответа на вирусные частицы [195]. К сожалению, в случае другого нервно-мышечного заболевания — Х-сцепленной миотубулярной миопатии — системная доставка высокой дозы частиц AAV8, содержащих кДНК миотубулярина-1, оказалась фатальной. Двое из шести пациентов, получивших дозу 2×1014 мг/кг или более, умерли от прогрессирующей дисфункции печени с последующим сепсисом; предполагается, что AAV напрямую повреждают клетки печени [117].

Таким образом, AAV, с одной стороны, являются эффективными переносчиками генов, но, с другой стороны, имеют недостаток в виде тяжелых воспалительных реакций, особенно при системном лечении высокими дозами. Были предложены стратегии для выявления пациентов, подверженных тяжелым побочным эффектам [57, 58], и для преодолеть эту проблему, модулируя иммунную реакцию в сторону ослабления реакции.

Этого можно достичь либо путем истощения запасов иммуноглобулинов посредством плазмафереза; или, более конкретно, с помощью расщепляющих IgG металлопротеаз IdeS или IdeZ [63]. Такие подходы к снижению количества аутоантител к AAV могут помочь уменьшить побочные эффекты генной терапии на основе AAV при таких заболеваниях, как МДД, когда необходимо системное лечение с использованием большого количества вирусных частиц.
Кроме того, это может быть полезно для лечения заболеваний, возникающих у взрослых, когда ожидается, что у пациентов разовьются высокие титры антител к AAV из-за многократного предыдущего воздействия таких вирусов. Другой стратегией может быть местная инъекция, либо путем интратекального применения рекомбинантных вирусов, либо инъекции в цистерну манга. .

В настоящее время этот подход сопровождается исследованием генной терапии на основе AAV1- для увеличения экспрессии програнулина у пациентов с лобно-височной деменцией с мутациями гранулина [120] (пресс-релиз от 28 января 2021 г.: Passage Bio-Passage Bio получает разрешение FDA на IND Заявка на кандидатскую генную терапию PBFT02 для лечения пациентов с лобно-височной деменцией с мутациями гранулина).

Оно покажет, как реагирует иммунная система, когда частицы AAV вводятся в спинномозговую жидкость, сколько клеток мозга могут поглотить вирусные частицы для производства трансгена и какие уровни экспрессии трансгена необходимы для клинически значимого эффекта.

В исследовании, о котором сообщили Мюллер и др., двух пациентов с БАС лечили одной интратекальной инфузией AAVrh10, содержащего микроРНК, для воздействия на SOD1. Снижение регуляции транскриптов и белка SOD1 было выявлено в образцах аутопсии спинного мозга с помощью вестерн-блоттинга у одного из этих пациентов.

У того же пациента наблюдалось временное улучшение силы правой ноги, но не было изменений жизненной емкости, тогда как у второго пациента жизненная емкость оставалась стабильной в течение 12-месячного периода наблюдения [214].

Авторы предположили, что интратекальная инфузия микроРНК SOD1, доставленных с помощью AAV, может иметь потенциал для устойчивого положительного эффекта, но, возможно, потребует иммуносупрессии.

For more information:1950477648nn@gmail.com