Nové možnosti genové terapie svalových dystrofií

Svalové dystrofie představují skupinu velice závažných nervosvalových onemocnění. Konkrétně svalová dystrofie Duchennova typu je příkladem zvláště zákeřné choroby. Jelikož jde o chorobu vázanou na pohlavní chromozom X – postihuje zejména chlapce. V průběhu prvních let života se chlapec sice vyvíjí bez výraznějších nápadností, pak ale přijde zlom. Postupně se zhoršující svalová slabost postiženého jedince nejprve po pár letech zcela imobilizuje a za několik dalších let způsobí skrze postižení dýchacích svalů a srdce nezvratně i smrt. Do dnešního dne neumíme průběh této fatální choroby zvrátit, pouze ji můžeme s vynaložením všech sil trochu zpomalit. Není tedy divu, že se vědci již řadu let snaží o nalezení úspěšné metody, která by znamenala v léčbě Duchennovy svalové dystrofie nadějný průlom. Nová studie týmu holandských vědců nám přibližuje pokroky v možnostech léčby této svalové dystrofie pomocí kombinace dvou nových molekulárně-genetických metod.

Svalové dystrofie tvoří skupinu geneticky podmíněných chorob nervosvalového systému, které se projevují postupně se zhoršující svalovou slabostí, doprovázenou svalovou atrofií (Bednařík, 2004). Existuje několik různých typů těchto chorob, které se vzájemně liší jak postiženým genem (a tím pádem i typem dědičnosti), tak i klinickými projevy. Kromě chorob, jejichž diagnóza je přesně definovatelná na základě známé genetické mutace (což je příklad například právě Duchennovy či Beckerovy svalové dystrofie) zde také nalezneme choroby, které jsou geneticky heterogenní a mohou tak mít různé příčiny (Bednařík, 2004; Voháňka, 2011).

Duchennova a Beckerova svalová dystrofie patří do skupiny tzv. dystrofinopatií (Bednařík, 2004). Obě tyto choroby jsou způsobené mutací v genu pro dystrofin (lokalizace: Xp21.2-p21.1), který je dosud největším známým genem v lidském genomu. Z celkového počtu 2,3 milionu páru bazí dystrofinového genu ovšem jen přibližně 14 000 párů bazí (celkem 79 exonů) kóduje finální produkt genu – dystrofin (Hoffman et al., 2011). Dystrofin je součástí dystrofin-glykoproteinového komplexu, který se mimo jiné podílí na stabilitě membrány svalového vlákna (sarkolemy) (Bednařík, 2004; Beytía et al., 2012). Na základě typu mutace je možné rozlišit mírnější formu – Beckerovu svalovou dystrofii, u které je exprese dystrofinu částečně zachována a těžkou formu – Duchennovu svalovou dystrofii, u které je deficit dystrofinu většinou prakticky úplný (dochází k tzv. „frameshift“ mutacím a předčasnému ukončení exprese) (Bednařík, 2004).

Duchennova svalová dystrofie je nejčastějším geneticky podmíněným onemocněním svalového aparátu s incidencí přibližně 1:3500-6000 živě narozených chlapců (Bednařík, 2004;  Beytía et al., 2012). Jelikož je nemoc vázána na pohlavní chromozom X – postihuje v naprosté většině případů chlapce, ačkoliv ani ženy s jednou mutací (přenašečky) nejsou často zcela bez klinických projevů (Voháňka, 2011). U malých chlapců nebývá nemoc většinou zprvu patrná, je možné pozorovat pouze určitý stupeň neohrabanosti a pomalejšího motorického vývoje. Ještě v předškolním věku se ale dostaví výraznější svalová slabost, zejména v oblasti pletenců dolních končetin, postižení chlapci se obtížně zvedají ze dřepu – musejí si pomáhat rukama a jakoby „šplhají“ (Bednařík, 2004). U většiny nemocných je diagnóza stanovena okolo 5 let věku, kdy se projevy choroby stanou až příliš nápadnými. Okolo 13let věku již postižení většinou nemohou chodit a zůstávají upoutáni na invalidní vozík. Jakmile dojde k selhání dýchacího svalstva, zůstávají chlapci odkázáni na umělou plicní ventilaci. Smrt nastává nejčastěji okolo 20 roku života, nejčastěji z důvodu respiračních infekcí či postižení srdečního svalu (kardiomyopatie) (Beytía et al., 2012).

Do dnešního dne, bohužel, neumíme průběh této choroby zvrátit a zabránit tak, dosud nevyhnutelné, smrti postiženého jedince (Voháňka, 2011). Jediným lékem, který je v současné době podáván za účelem zpomalení průběhu choroby, jsou kortikosteroidy (Hoffman et al., 2011). V souvislosti s kauzální léčbou choroby, která by dokázala zvrátit její zcela fatální prognózu, jsou v současné době zmiňovány hlavně dva přístupy – terapie kmenovými buňkami a genová terapie (Hoffman et al., 2011; Voháňka, 2011).

A právě genovou terapií Duchennovy svalové dystrofie se zabýval tým holandských vědců. Ve své studii (Hoogaars et al., 2012) popisuje možnost terapie této choroby pomocí kombinací metody tzv. exon skippingu a solubilních inhibitorů myostatinu. Exon skipping je metoda, která je v této souvislosti zmiňována již opakovaně (Voháňka, 2011). V kostce jde o metodu, v průběhu kterého je pomocí různých postupů – nejčastěji tzv. anti-sense oligonukleotidů – vyřazena z funkce mutovaná část dystrofinového genu (jejíž patogenní funkce spočívá v zástavě exprese celého genu), čímž dojde k přerodu smrtelné Duchennovy formy dystrofie na mírnější – Beckerovu formu (Hoffman et al., 2011). Inhibitory myostatinu naproti tomu představují strategii, která skrze ovlivnění regulační dráhy genu GDF-8 vede k výraznému nárůstu svalové hmoty, což může do jisté míry korigovat vzniklou svalovou slabost (Voháňka, 2011).

Vědci nyní přišli s postupem, který kombinuje obě výše zmíněné metody. Na speciálním kmenu laboratorních myší s vyřazeným dystrofinovým genem (mdx kmen) se s pomocí AAV virového vektoru podařilo aplikovat obě metody. Celkový výsledek byl stran svalové síly i objemu svalových vláken u léčených myší velmi nadějný, ačkoliv výsledek účinnosti obou jednotlivých metod užitých samostatně tolik příznivý nebyl (Hoogaars et al., 2012).

Je jasné, že nalezení účinné a optimální léčby Duchennovy svalové dystrofie je stále věcí budoucnosti. Přesto je tento kombinovaný postup, byť zatím odzkoušený pouze na myším modelu, určitě nadějí pro další výzkum a do budoucna snad i klinickou léčbu této smrtelné choroby.

Autor: MUDr. Antonín Šípek

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Zdroje:

Medical News Today: Promising Therapeutic Strategy For Muscular Dystrophy: Exon Skipping To Restore Gene Expression

Hoogaars WM, Mouisel E, Pasternack A et al. (2012) Combined Effect of AAV-U7-Induced Dystrophin Exon Skipping and Soluble Activin Type IIB Receptor in mdx Mice. Hum Gene Ther. Online first.

Bednařík J (2004) Svalové dystrofie. Neurológia pre praxi. 3:136-140.

Beytía Mde L, Vry J, Kirschner J. (2012) Drug treatment of Duchenne muscular dystrophy: available evidence and perspectives. Acta Myol. 31(1):4-8.

Hoffman EP, Bronson A, Levin AA et al. (2011) Restoring dystrophin expression in duchenne muscular dystrophy muscle progress in exon skipping and stop codon read through. Am J Pathol. 179(1):12-22.

Voháňka S (2011) Pokroky v léčbě nervosvalových hereditárních chorob. Neurologie pro praxi, 12(3):191-195.