Profesor Aijun Wang z UC Davis i jego zespół współpracują z laboratorium Murthy’ego w UC Berkeley, aby opracować bardzo potrzebne lekarstwo na dystrofię mięśniową Duchenne’a (DMD). Opracowują terapię mającą na celu leczenie DMD przed urodzeniem poprzez edycję genu kodującego dystrofinę, kluczowe białko stabilizujące włókna mięśniowe.

„Opracowujemy terapię edycji genów, która pozwoli ciężarnym matkom na urodzenie dzieci wolnych od DMD” – powiedział Wang, profesor chirurgii i inżynierii biomedycznej. Wang jest wiceprzewodniczącym ds. badań translacyjnych, innowacji i przedsiębiorczości na Wydziale Chirurgii i współkieruje Centrum Bioinżynierii Chirurgicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis. Prowadzi również Wang Lab, główny ośrodek badań nad terapią komórkami macierzystymi i edycją genów na potrzeby wczesnego leczenia wad wrodzonych, takich jak rozszczep kręgosłupa.

Ta przełomowa praca jest finansowana z nagrody Quest Award w wysokości 2 milionów dolarów od Kalifornijskiego Instytutu Medycyny Regeneracyjnej (CIRM). Program DISC-2 Quest Awards promuje odkrywanie obiecujących nowych technologii opartych na komórkach macierzystych i terapii genowej, które mogą doprowadzić do szerokiego zastosowania i poprawy opieki nad pacjentem.

Co to jest dystrofia mięśniowa Duchenne’a (DMD)

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a jest rzadką chorobą genetyczną powodującą utratę mięśni i upośledzenie fizyczne u młodych ludzi. Charakteryzuje się degeneracją włókien mięśniowych spowodowaną mutacją genu, która uniemożliwia organizmowi wytwarzanie w pełni funkcjonalnej dystrofiny.

Białko dystrofiny odgrywa kluczową rolę w stabilizacji błony mięśniowej podczas kurczenia się mięśni. Bez niej komórki mięśniowe ulegają uszkodzeniu i osłabieniu.

Osłabienie mięśni u pacjentów z DMD staje się coraz bardziej zauważalne w wieku od 3 do 5 lat. W wieku 12 lat większość pacjentów wymaga wózka inwalidzkiego. W okresie dojrzewania serce i mięśnie oddechowe pacjenta słabną, co prowadzi do poważnych, zagrażających życiu powikłań.

O Cure Duchenne Dystrofia mięśniowa (Cure DMD)

Zespół opracowuje nową technologię o nazwie „Cure Duchenne Muscular Dystrophy (Cure DMD)”. Nadzieja polega na leczeniu DMD przed urodzeniem poprzez edycję genów, które kodują lub powodują produkcję dystrofiny. Plan zakłada edycję tych genów w mięśniach serca, przepony i kończyn w macicy oraz skorygowanie mutacji DMD przed wystąpieniem choroby.

Cure DMD zostanie dostarczone poprzez wstrzyknięcie do macicy płodowi, u którego zdiagnozowano DMD. Będzie wykorzystywać niewirusową metodę dostarczania znaną jako nanocząsteczka lipidowa do transfekcji lub wprowadzania komórek za pomocą mRNA. Ta transfekcja powoduje tymczasową ekspresję enzymu, który dokonuje edycji genów. Laboratoria Wanga i Murthy’ego niedawno pokazały wykonalność tego podejścia w badaniu opublikowanym w Materiały bioaktywne.

„Edycja genów zapewnia trwałe lekarstwo, ponieważ jest korektą mutacji” – wyjaśnił Wang. „Kiedy leczenie jest oferowane przed urodzeniem i jeśli jest wykonane prawidłowo z wydajnie edytowaną mutacją, można zapobiec wystąpieniu choroby”.

Testowanie lekarstwa na DMD

Zespół najpierw przetestuje Cure DMD, wykonując zastrzyk wewnątrzmaciczny ciężarnej myszy z DMD. Ocenią bezpieczeństwo leczenia rozwijających się płodów i ciężarnych samic myszy oraz będą monitorować edytowane myszy pod kątem wad wrodzonych.

Zespół przetestuje również skuteczność preparatu w komórkach pochodzących od pacjentów z DMD.

„Efektywność edycji genów będzie kluczowym punktem końcowym wydajności, który określi skuteczność Cure DMD” – powiedział Niren Murthy, profesor bioinżynierii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley i współwykonawca tego projektu. Zespół przewiduje osiągnięcie wydajności edycji, która doprowadzi do ponad 5% ekspresji dystrofiny.

Czym Cure DMD różni się od innych obecnych terapii?

Według Wanga terapia wewnątrzmaciczna ma wyjątkowe zalety w dostępie do tkanek, które są trudne do edycji po urodzeniu. Umożliwiłoby to również korygowanie choroby genetycznej na wczesnym etapie rozwoju.

„Pojedynczy zastrzyk byłby wystarczający do tej terapii, biorąc pod uwagę, że edycja genów jest trwała. Edytowane komórki będą się namnażać i naturalnie zaludniać narządy w miarę rozwoju płodu w łonie matki” – powiedział Wang.

Zespół szacuje również, że zastrzyk in utero będzie znacznie tańszy niż obecne metody leczenia dorosłych pacjentów. Z tego powodu Cure DMD ma potencjał, aby być dostępnym dla pacjentów o niskich dochodach i tych w słabo rozwiniętych częściach świata.

Możemy potencjalnie leczyć wielu pacjentów, zanim będzie za późno, tak jak w przypadku rozszczepu kręgosłupa”. —Aijun Wang, profesor chirurgii i inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis

Obecnie nie ma niewirusowej metody edycji genów, która mogłaby w pełni skorygować mutację genu DMD lub przywrócić pełnej długości dystrofinę przed urodzeniem. Cure DMD wykorzystuje niewirusowy mechanizm edycji genów. Daje to znaczącą przewagę nad terapiami dostępnymi obecnie i tymi, które są obecnie w fazie badań klinicznych.

Wang spodziewa się, że sukces tego badania otworzy drzwi do leczenia wielu innych chorób. Wielu pacjentów z zaburzeniami genetycznymi nie jest diagnozowanych ani leczonych prenatalnie z powodu braku możliwości leczenia. Wang uważa, że ​​dzięki nowym technologiom edycji i dostarczania genów oraz większej liczbie diagnoz prenatalnych dziedzina leczenia chorób genetycznych bardzo się zmieni.

„Możemy potencjalnie leczyć wielu pacjentów, zanim będzie za późno, tak jak w przypadku rozszczepu kręgosłupa. Jeśli możesz naprawić uszkodzenie rdzenia kręgowego i zapobiec obumieraniu neuronów, jest to wielka wygrana i będzie miała długotrwały wpływ” – powiedział Wang.

Zespół marzeń dla Cure DMD

W badaniu biorą udział najwybitniejsi eksperci z UC Davis. Craig McDonald i Lucas R. Smith są współbadaczami tego projektu.

McDonald jest profesorem i kierownikiem Katedry Medycyny Fizycznej i Rehabilitacji. Jest uznanym na całym świecie ekspertem w zakresie leczenia klinicznego i rehabilitacji chorób nerwowo-mięśniowych, w tym dystrofii mięśniowych, oraz opracowywania nowych metod pomiaru wyników badań klinicznych.

Smith, adiunkt na Wydziałach Medycyny Fizycznej i Rehabilitacji oraz Neurobiologii, Fizjologii i Zachowania, jest ekspertem w charakterystyce kolagenu i mięśni.

Inni współpracownicy UC Davis to:

Powiązane historie: