Pred razpravo o vrstah raziskav, ki jih Parent Project Muscular Dystrophy financira, je tukaj nekaj osnovnih informacij v zvezi z raziskovalnimi strategijami za potencialno zdravljenje Dušenove mišične distrofije.
(http://www.parentprojectmd.org/site/PageServer?pagename=Advance_research_strategies)
Genska terapija
Genska terapija za DMD je osredotočena na cilj uspešno uvesti pravilno kodo proteina distrofina v mišično celico, s čimer celici zagotovimo recept, ki je potreben za proizvodnjo distrofina in končno zdravljenje motnje.
Genska terapija bo delovala le, če znanstveniki najdejo način prenosa pravilne genske kode za protein distrofin v vsako mišično celico v telesu. Mnogi znanstveniki, ki se ukvarjajo z gensko terapijo, si prizadevajo za uporabo virusov za prenos teh genskih informacij, saj so se virusi razvili, da so svoje celice prenesli v svojo genetsko kodo.
Trenutno lahko znanstveniki manipulirajo z nekaterimi virusi, da nadomestijo kodo distrofina z nezaželeno gensko kodo, ki bi jo naravno vseboval virus. Če se njihove teorije izkažejo za pravilne, bi se manipuliran virus vbrizgal v bolnika. Rezultat te virusne “okužbe” bi bil uspešna ponovitev vsake mišične celice v telesu pacienta.
Zdravljenje z zamenjavo genov
Gre za metodo z najdaljšo zgodovino. Normalno kopijo gena za distrofin ali sintetično različico se vnese v mišico. Za vnos gena v celico se uporabljajo različni prenašalci oz. vektorji. Najbolj pripravni so t.i. virusni vektorji, saj imajo razvit mehanizem za vstop v celico in uporabo celičnih komponent za ekspresijo lastnih genov. Njihova osrednja slabost je, da vzpodbudijo imunski odziv. Pri DMD se največ uporablja prenos gena v telo s pomočjo rekombinantnih adenovirusnih vektorjev, katerih glavna omejitev je omejena velikost DNA, ki jo je moč vgraditi. Ker je gen za distrofin izjemno velik gen, se večinoma v telo vnašajo skrajšane različice gena. Na tem področju se pripravljajo klinične raziskave, ki bi ugotovile učinkovitost zdravljenja ter predvsem ali je tovrstno zdravljenje varno (14).
Metoda CRISPR/Cas9
Popravilo oz. urejanje genov je bilo v preteklosti neučinkovito zaradi pomanjkanja ustreznega orodja oz. načina. K pomembni spremembi na tem področju je izrazito doprinesla t.i. metoda CRISPR/Cas9. Izvira iz bakterijskega obrambnega mehanizma. Omogoča, da se genom zareže na točno določenem mestu (14). V zadnjih letih se pojavlja vedno več različnih raziskav, kjer s to metodo pomembno dosežejo porast distrofina v humanih celicah v celični kulturi (15). Več raziskovalnih skupin pa je že poročalo o možnosti učinkovite uporabe metode CRISPR/Cas9 na miših s pomembnim izboljšanjem mišične funkcije (16,17,18). Rezultati so obetajoči, vendar gre za relativno mlado metodo, ki še ni primerna za testiranje na ljudeh. Skrb med drugim povzroča imunski odgovor, ki bi bil usmerjen proti bakterijski Cas9 beljakovini (14).
Celična terapija
Znanstveniki so razvili tudi strategije, s katerimi želijo kopičiti mišične celice za proizvodnjo proteina distrofina, ne da bi pri tem reciklirali osnovni genski kod distrofina. Te predlagane celične terapije poskušajo vsaj delno izravnati škodo mišične mase, ki jo povzroča pomanjkljiva genetska koda. Znanstveniki so začeli razvijati tehnike celične terapije, ki uporabljajo izvorne celice, pridobljene iz mišic. To so v bistvu nezrele mišične celice, ki se lahko razvijejo v različne vrste tkiv, vključno s skeletnimi mišicami. Matične celice, pridobljene iz mišic, se zelo razlikujejo od embrionalnih izvornih celic, ki so nezrele celice, pridelane iz človeških zarodkov, ki se lahko razvijejo v katerokoli vrsto telesnega tkiva in so predmet tekoče etične razprave.
Farmakološke terapije
Farmakološki pristopi pri oblikovanju zdravljenja za Dušena ne poskušajo popraviti ali zamenjati manjkajočih genskih informacij v mišični celici ali kako drugače razviti mehanizme, ki bi povzročili, da bi mišična celica proizvedla normalni distrofin. Namesto tega farmakološki pristopi poskušajo zdraviti simptome Dušena, ne da bi se morali nujno posvetiti osnovnim vzrokom.
Medtem ko se farmakološka terapija zdi manj dramatična kot nekatere novejše metode, ki se razvijajo, farmakološke strategije prav tako preprečujejo nekatere najbolj zastrašujoče ovire, povezane z gensko in celično terapijo, predvsem težave pri doseganju sistemske dostave in premagovanju imunskega odziva.
Upregulator Utrofina
Leta 1989 so znanstveniki odkrili, da v mišičnih celicah obstaja protein, imenovan utrofin, predvsem na stičišču, kjer živec izpolnjuje mišično celico. Od takrat so znanstveniki opozorili, da lahko utrofin potencialno deluje kot nadomestek za distrofin (in zaščiti mišično celično membrano), če bi bile mišične celice lahko izpuščene v produkcijo utrofina na lokacijah, ki niso nevro-mišične spojnice.
Ta strategija bi morda lahko vodila do učinkovitega zdravljenja Dušena, pri čemer so biološki postopki bistveno enostavnejši od tistih, ki so vključeni v gensko in celično terapijo.
Inhibitorji miostatina
Znanstveniki že dolgo trdijo, da telo običajno vsebuje spojine, ki omejujejo rast mišic. Nekatere pasme goveda, na primer, razvijejo znatno več mišic kot navadno govedo. Raziskovalci so vzrok tega neskladja izolirali kot mutacijo v genu, ki kodira proizvodnjo hormona, imenovanega miostatin, ki omejuje mišično rast. Znanstveniki, ki iščejo oblike zdravljenja, teoretizirajo, da zavirajo miostatin pri dečkih z DMD, in posledično povzročijo, da bodo na začetku razvili več mišične mase. V idealnem primeru bo ta presežek izravnal izgubo mišic, povezano z DMD, ki fantom omogoča, da ohranijo svojo sposobnost in so dlje časa aktivni.
Exon-preskakovanje
Oligonukleotidi so spojine, ki jih uporabljajo znanstveniki, ki želijo popraviti pomanjkljivo gensko kodo v genskem zapisu distrofina. V nasprotju s tradicionalnimi pristopi genskega zdravljenja znanstveniki ne poskušajo nadomestiti genskega kodeksa; Namesto tega želijo, da mišična celica ne upošteva okvarjenega dela gena distrofina in naredi manjšo (vendar popolnoma nedotaknjeno) različico distrofina. Ta raziskovalna strategija je znana kot preskakovanje.
Predvideni rezultat je, da bo deška mišična celica sama proizvedla distrofin. Znanstveniki, ki delajo z oligonukleotidi, upajo, da bodo uporabljali zdravilo in celici zagotovili dovolj kode za proizvodnjo preživetega proteina distrofina. Znanstveniki verjamejo, da bi ta terapija lahko med drugim spremenila bralni okvir brisanja v distrofinskem genu, tako da bi lahko izvlečenje izven okvira v gen distrofina preoblikovali v deleciranje znotraj okvira.
Njihovo upanje je, da bi ta sprememba povzročila, da bi mišična celica proizvedla obliko distrofina, ki je vsaj delno funkcionalna, kar bi lahko privedlo do bistvenega izboljšanja kakovosti življenja za dečka z Dušenovo mišično distrofijo, ki v bistvu pretvarja svoje simptome na tiste manj izčrpne kot je Beckerjeva mišična distrofija.
Na žalost ostajata dve glavni pomanjkljivosti za zdravljenje oligonukleotidov. Prvič, znanstveniki so naleteli na iste sistemske težave, s katerimi se srečujejo pri oblikovanju strategij genske terapije. Drugič, učinki oligonukleotidov hitro odnehajo (samo nekaj tednov), zato bi morali subjekti pogosto ponoviti zdravljenje z oligonukleotidi.
(https://www.cureduchenne.org/cure/exon-skipping/)
(https://www.sarepta.com/pipeline/exon-skipping-duchenne)
Živalski modeli
Osredotočili se bomo na dva najbolj priljubljena živalska modela, povezana z Dušenovo mišično distrofijo, mdx mišjo in psom X-vezano mišično distrofijo.
Mdx miška
Mdx miško, čeprav ni natančen model človeške oblike bolezni, v veliki meri proučujejo raziskovalci, ki so zainteresirani za razumevanje degeneracije mišic in regeneracije pri Dušenovi mišični distrofiji. Posledično se večina preizkusov izvaja na mišji mdx.
Distrofična mdx miška ima točkovno mutacijo znotraj svojega distrofinskega gena. Ta mutacija je spremenila kodon, ki predstavlja glutaminsko aminokislino, in sicer treonin amino kislino. Ta enojna sprememba aminokislin povzroči, da se stroji celice ustavijo. Ko se to zgodi, se sinteza distrofina ustavi prezgodaj (poznano kot prezgodnji stop kodon). Posledično miška nima funkcionalnega distrofina v mišicah.
Mdx miš v zgodnjem življenju kaže faze izrazite degeneracije skeletnih mišic in posledične regeneracije; ko se stara, nekateri tipi mišic, kot so diafragme, kažejo na šibkost in povečano fibrozo.
Psihiatrična distrofija s kinetično x-vezjo (CXMD, MD ali zlati prinašalec MD ali GRMD)
Psihično vezana mišična distrofija (GRMD) je bila identificirana v liniji zlatih prinašalcev. Kot pri bolnikih z Dušenovo mišično distrofijo, mišice psov CXMD nimajo distrofina. Ti psi razvijejo hudo šibkost in mišično atrofijo v starosti približno šest do osem tednov. Degeneracija mišičnih vlaken je pogosta in prisotne so tudi težave s srcem.
GRMD predstavlja najboljši model za bolnike obolele za DMD glede na velikost in patološko izražanje bolezni. Razvija se veliko različnih terapevtskih strategij za zdravljenje Dušena – “Terapevtskega cevovoda”. Naslednji klinični preizkusi ali pogosta vprašanja o raziskavah so družinsko prijazni povzetki aktivnega zaposlovanja kliničnih preskušanj in raziskovalnih študij. Mnogi so se opredelili v prid za pred klinične raziskave, ki bodo kmalu v kliničnem preskušanju.
Ti pogosto zastavljeni vprašalniki so napisani za programsko knjigo letne konferenčne zveze PPMD (junija). Mi jih predstavljamo na DuchenneConnect, ker so koristen vir za družine in strokovnjake. Čeprav poskušamo vključiti večino študij poznanih v Združenih državah, to ni namenjeno celovitemu seznanjanju o bolezni.
Kliknite na link katerekoli terapevtske spletne strani spodaj, da natančno preberete več o bolezni ali pregledate povzetek glavnih raziskovalnih strategij za DMD ali pregled postopka razvoja zdravil. Ogledate si lahko tudi najnovejše raziskovalne novice.
(http://www.parentprojectmd.org/site/PageServer?pagename=Advance_pipeline)
(https://www.cureduchenne.org/cure/research-overview/)
(http://www.treat-nmd.eu/research/clinical-research/overview-current-trials-dmd/current-trials/)