Progressiv Duchenne muskeldystrofibehandling. Duchennes muskeldystrofi: orsaker och symtom på sjukdomen. Hur diagnostiseras DMD?

Medfödd muskelsvaghet, som fortskrider med kroppens utveckling, kallas inom medicinen "Duchennes muskeldystrofi". Denna sjukdom förekommer uteslutande hos män. Att förstå patologins natur gör det möjligt att underlätta dess förlopp och hjälpa barn att klara av de första manifestationerna.

Sjukdomens egenskaper

Duchennes muskeldystrofi är en genetisk patologi som orsakas av en störning i muskelfibrernas struktur. Gradvis sönderfaller de, och personen förlorar förmågan att röra sig. Sjukdomen visar sig redan i spädbarnsåldern. Först uppstår muskelstörningar, sedan uppstår skelettdeformiteter. Den kliniska bilden kompletteras av endokrina och psykiska störningar.

Myodystrofi beskrevs första gången 1861 av en fransk neurolog, som den senare döptes efter. Det diagnostiseras ganska ofta: 1 fall av 3 500 nyfödda. Det finns ingen radikal behandling. Den terapi som erbjuds av läkare är uteslutande symtomatisk. Patienter med denna diagnos överlever sällan 30 års ålder.

Huvudskäl

Muskeldystrofi är en följd av avvikelser i den genetiska koden för DNA. Mutationen sker i en gen som finns på X-kromosomen. En av dess sektioner är ansvarig för produktionen av ett speciellt protein - dystrofin. Detta ämne på mikroskopisk nivå utgör grunden för muskelfibrer och utför flera funktioner:

• underhåll av cellskelettet;
• säkerställa muskelfibrernas förmåga att dra ihop sig och slappna av.

I denna sjukdom saknas dystrofin eller syntetiseras dåligt. Nivån av "normalt" protein överstiger inte 3%. Denna mutation leder till förstörelse av fibrer i musklerna. De urartar gradvis och ersätts av fett- och bindväv. Som ett resultat förlorar personen förmågan att röra sig.

Vilken typ av arv har Duchennes muskeldystrofi? Sjukdomen överförs enligt ett recessivt drag. I människokroppen är alla gener parade. För att patologiska störningar ska uppträda med en ärftlig sjukdom måste den genetiska defekten uppstå i en kromosom eller i liknande områden av båda. I det andra fallet talar vi om en recessiv typ av arv.

Om en genetisk defekt diagnostiseras i endast en kromosom, men sjukdomen fortskrider, talar de om en dominerande överföringsegenskap. Den recessiva typen är möjlig med samtidig skada på identiska DNA-strukturer. När den andra kromosomen är absolut "frisk" utvecklas inte patologin. Därför diagnostiseras dystrofi endast hos män. De har en X-kromosom i sin genetiska uppsättning, och den andra (Y) är ett par.

Vad säger vetenskapen om det rättvisa könet? Duchennes muskeldystrofi diagnostiseras sällan hos flickor. För att göra detta måste två patologiska X-kromosomer matcha genotypen, vilket är osannolikt. Flickor kan bara agera som bärare av sjukdomen och föra den vidare till sina söner.

Allmän klinisk bild

Sjukdomen sätter sina spår i det neuromuskulära systemet. Dess manifestationer kan observeras hos barn i åldern 2-3 år. Föräldrar börjar märka att barnet släpar efter sina kamrater i fysisk utveckling. Den patologiska processen fortskrider snabbt och sprider sig till de nedre extremiteterna. Sedan flyttar den till andra delar av musklerna.

Skador på muskelkorsetten och överdriven belastning leder till krökning av armar och ben. Sjuka barn upplever också förändringar i hjärtats funktion och mental retardation.

Alla patologiska manifestationer av sjukdomen kan delas in i flera grupper:

• skada på skelettmuskler;
• hjärtsvikt;
• skelettdeformitet;
• mentala störningar;
• endokrina störningar.

Låt oss överväga de kliniska manifestationerna av varje grupp mer i detalj.

Skelettmuskelskada

Barn föds utan allvarliga hälsoproblem. Men efter bara några månader börjar deras motoriska utveckling släpa. Dessa barn är mindre aktiva. Läkare och föräldrar märker ännu inte uppenbara avvikelser och tillskriver allt till temperamentsegenskaper.

De första symtomen på sjukdomen uppträder efter de första stegen. Barn med Duchenne-dystrofi faller ständigt och går på tårna. Medan de flesta av deras kamrater redan självsäkert står på fötterna, fortsätter de envist att uppleva svårigheter att röra sig.

Nästa steg i manifestationen av sjukdomen är den period då spädbarn förvärvar förmågan att tala. De börjar klaga till sina föräldrar om svaghet och trötthet. Att hoppa på lekplatsen, springa, klättra på horisontella stänger - alla dessa typer av aktiviteter ger dem inte glädje.

Vilka andra symtom har Duchennes muskeldystrofi? Govers' disorder anses vara en unik manifestation av sjukdomen. Varje gång barnet försöker resa sig från golvet använder det sina händer för att hjälpa de svaga benmusklerna. För detta ändamål lutar han sina lemmar mot sig själv och flyttar dem över hela kroppen.

Den gradvisa utvecklingen av sjukdomen leder till det faktum att sjuka barn vid 10-12 års ålder förlorar förmågan att röra sig självständigt. De flesta av dem behöver en rullstol. Förmågan att hålla kroppen i upprätt läge varar endast till 16 års ålder.

Skelettdeformiteter

Denna grupp inkluderar symtom associerade med muskelstörningar. Duchennes muskeldystrofi manifesteras av ökad ländryggskurvatur, som kompletteras med krökning av bröstryggen och buktningen. Många bebisars fötter ändrar form. Med tiden utvecklas svår osteoporos. De uppräknade symtomen förvärrar den kliniska bilden ytterligare och bidrar till att förvärra motoriska störningar.

Hjärtsvikt

Progressiv muskeldystrofi åtföljs nödvändigtvis av skador på hjärtmuskeln. Som regel utvecklas kardiomyopati. Kliniskt visar det sig som tryckförändringar och hjärtrytmrubbningar. Gränserna för kroppens huvudmuskel ökar, men samtidigt minskar dess funktionalitet kraftigt. Resultatet är hjärtsvikt.

Kombinationen av dessa defekter med respiratorisk dysfunktion orsakar ofta dödsfall.

Mentala störningar

Detta symptom anses vara valfritt, men möjligt. Dess utseende kan bero på en brist på en av typerna av dystrofin - apodystrofin, som finns i hjärnan. Samtidigt är svaga muskler och svårighetsgraden av psykiska störningar inte relaterade till varandra. Ett barns oförmåga att gå på dagis och skola ökar bara kognitiv funktionsnedsättning.

Endokrina störningar

Olika typer av endokrina störningar diagnostiseras hos 30-50 % av patienterna. De kan uttryckas i form av fetma eller underutveckling av könsorganen. Överskottsavlagringar observeras oftast i området för bröstkörtlarna, axelbandet och skinkorna. Patienter med Duchenne-dystrofi är vanligtvis kortväxta.

Medicinsk undersökning

Diagnos av Duchennes muskeldystrofi baseras på flera typer av studier, varav den främsta är ett DNA-test. Detektering av en defekt i X-kromosomen i området som är ansvarigt för syntesen av dystrofin anses vara den slutliga bekräftelsen av diagnosen.

Andra diagnostiska metoder som används idag inkluderar:

1. CPK (bestämning av kreatinfosfokinasaktivitet). Detta enzym är en direkt återspegling av muskelfibrernas död. Hos barn med Duchenne-dystrofi överstiger dess nivå normen hundratals gånger.
2. Elektromyografi.
3. Andningsprov, EKG, ultraljud av hjärtat. Låter dig identifiera abnormiteter i andra organsystems funktion.
4. Muskelbiopsi. Med denna metod bestäms innehållet av dystrofin i kroppen.

Progressiv muskeldystrofi hos ett barn innebär att en patologisk X-kromosom finns i moderns genotyp. Endast i enstaka fall visar sig en kvinna vara helt frisk. Närvaron av en defekt gen utgör ett hot mot efterföljande graviditeter. Därför rekommenderas sådana familjer att besöka en genetiker.

När en andra graviditet inträffar erbjuds paret så kallad prenatal diagnostik. Det involverar studier av barnets genotyp medan det fortfarande är i livmodern. Denna studie eliminerar risken för ärftliga sjukdomar, som inkluderar Duchennes muskeldystrofi.

Prenatal diagnos baseras på användningen av cellulärt material. Det erhålls genom olika procedurer: chorionic villus biopsi, fostervattenprov, etc. De listade manipulationerna medför en viss risk för fostret, men med deras hjälp är det möjligt att diagnostisera en genetisk sjukdom med en 100% garanti.

Drogbehandling

Duchennes muskeldystrofi är en obotlig sjukdom. Men patienter med denna diagnos bör inte förbli sängliggande. För att hjälpa ett barn att förlänga perioden av fysisk aktivitet erbjuder modern medicin flera sätt.

Bland medicinerna för detta ändamål ordineras patienterna steroider och beta-agonister. Användningen av den senare ("Albuterol", "Formoterol") är inte tillförlitligt erkänd. Därför finns det inget behov av att prata om deras effektivitet idag. Sådana läkemedel används uteslutande som experimentella behandlingar.

Grundpelaren i behandlingen är steroider. Deras regelbundna användning gör att du kan fylla på muskelstyrkan ett tag. Läkare föreslår att sådana läkemedel kan bromsa utvecklingen av sjukdomen, samt förhindra uppkomsten av skolios. Steroidernas möjligheter är dock begränsade. Duchennes muskeldystrofi kommer att fortsätta utvecklas i alla fall.

Dessutom ordineras patienter hjärtmediciner. Dessa är främst ATP-hämmare, antiarytmiska och metabola läkemedel. De låter dig motstå hjärtaspekterna av sjukdomen.

Sjukgymnastik och ortopedisk vård

Icke-läkemedelsterapi innebär utnämning av sjukgymnastik och ortopedisk vård. I det första fallet talar vi om olika massagetekniker och simning. Fysioterapeutiska effekter hjälper till att bibehålla rörlighet och flexibilitet i lederna längre. Måttlig aktivitet har en gynnsam effekt på sjukdomsförloppet. Å andra sidan kan passivitet och sängläge bara förvärra den kliniska bilden. Därför rekommenderar läkare att upprätthålla fysisk aktivitet så länge som möjligt.

Ortopedisk vård är en viktig komponent i terapin för patienter med diagnosen Duchennes muskeldystrofi. Behandling med mediciner i kombination med speciella anordningar kan avsevärt underlätta deras liv. Deras lista är mycket varierande: olika vertikalisatorer, enheter för att självständigt anta en bekväm position, elektriska rullstolar, ryggradskorsetter, benskenor och mycket mer.

Prognos för patienter

Duchennes muskeldystrofi är en allvarlig genetisk sjukdom, vars första tecken finns hos barn under de första månaderna av livet. Till en början har pojkarna svårt att gå, sedan kan de inte ens resa sig från golvet. Läkemedelsbehandling med steroider förändrar avsevärt förloppet av den patologiska processen. Läkemedlen hjälper till att återställa muskelstyrkan ett tag.

Det är ganska svårt att förutsäga exakt när en patient kommer att börja använda rullstol. Vanligtvis uppstår behovet av denna enhet vid 8-11 års ålder. Med fortsatt utveckling av muskelsvaghet blir det svårt för patienten att bibehålla kroppsställning och komplikationer kan uppstå.

Vilken prognos ger läkare när de får diagnosen Duchennes muskeldystrofi? Sjukdomen kan avsevärt minska den förväntade livslängden. Men för närvarande når majoriteten av unga män vuxen ålder, men under förutsättning av högkvalitativ medicinsk och fysioterapeutisk vård.

Kvinnor är dock bärare av en defekt gen som gör att symtom utvecklas. De första manifestationerna av sjukdomen kan märkas mellan åldrarna 2 och 5 år, men manifestationer av sjukdomen kanske inte uppträder förrän vid 10 års ålder. Barn som har myopati faller oftare och har svårare att resa sig jämfört med friska jämnåriga. När man försöker stå upp reser sig barnet först på alla fyra, sedan lutar sig på händerna och. Vid 8-10 års ålder kan patienten börja få problem med gång. Sjukdomen börjar utvecklas och efter cirka 10-12 år kan pojken förlora förmågan att röra sig.

Som ett resultat av en genetisk störning bildas skolios och skador på hjärtmyokardiet observeras, vilket blir märkbart på EKG. I genomsnitt dör patienter med Duchenne myopati vid 20 års ålder, men det finns fall där patienter lever upp till 25-30 år. Dödsorsaken är hjärt- och lungsvikt till följd av muskelatrofi.

Behandling

Sjukdomen diagnostiseras genom DNA-analys. Myopati kan också upptäckas genom att undersöka sammansättningen av patientens muskelvävnad för förekomst av dystrofin. Den andra metoden används oftare för att bekräfta diagnosen, och den första gör det möjligt att fastställa närvaron av en specifik form av sjukdomen.

Det finns inga mediciner för att behandla Duchennes myopati. Idag utvecklas mediciner för att minska utvecklingen av sjukdomen. Konservativ behandling syftar till att kontrollera de symtom som uppstår under processen för att förbättra livskvaliteten. Vanligtvis innebär standardterapi att förskriva kortikosteroidläkemedel (Prednisolon eller Deflazacort), som kan öka patientens energi och styrka och minska symtomintensiteten.

Vissa studier har visat att muskelstyrkan hos patienter kan ökas med hjälp av beta-2-agonister (Salmeterol, Formoterol), men dessa läkemedel bromsar inte utvecklingen av sjukdomen. Fysisk aktivitet (till exempel simning) gör utvecklingen av sjukdomen mjukare, medan sängläge tvärtom förvärrar patientens tillstånd.

Träningsterapi hjälper till att upprätthålla muskelfunktionen och ortopediska anordningar (såsom skenor, käppar eller rullstolar) hjälper till att förbättra livskvaliteten och gör det möjligt för patienten att ta hand om sig själv. I slutskedet av sjukdomen är andningsstöd för patienten på sjukhusmiljö med hjälp av speciella hjälpanordningar viktigt.

Muskeldystrofi, eller Duchenne myopati, är en allvarlig ärftlig patologi som ständigt utvecklas. Det är nästan omöjligt att bromsa muskelnedbrytningen.

Detta beror på medfödda förändringar. Man började prata om Duchennes myopati först i mitten av 1800-talet. Denna patologi upptäcktes av en fransk neurolog. I det ögonblicket var en typ av sjukdomsförlopp känd, efter en tid identifierades flera fler sätt att utveckla tillståndet.

Denna typ av sjukdom är mycket lik Beckers muskeldystrofi, men skiljer sig samtidigt från det i komplexitet och yttre egenskaper.

Duchennes muskeldystrofi drabbar 1 barn av 4000. Denna typ av patologi är en av de vanligaste muskeldystrofierna och är en medfödd sjukdom.

En av generna i det mänskliga genomets struktur fick namnet på en neurolog, som avvikelsen döptes efter. Duchennes muskeldystrofi kan påverkas av olika faktorer:

• incest;
• genetisk predisposition, till exempel om en släkting har Duchenne-myopati;
• felaktig syntes av muskelfibrer, accelererad spridning och ersättning av fettvävnad, bindfibrer;
• ärftliga former av Duchennes syndrom, oftast överförs från modern;
• genommutation under bildning under graviditet;
• abnormiteter i kromosomala strukturer av okänt ursprung;
• allvarliga störningar i utvecklingen av dystrofin;
• patologiska förändringar i biokemi i blodet.

Duchenne myopati utvecklas också i bindvävssjukdomar som inte är direkt relaterade till genetiska avvikelser.

Egenskaper för ärftlig patologi

Sjukdomens genetiska natur bevisades omedelbart efter upptäckten av syndromet 1868. Denna patologi är nästan identisk med Beckers myodystrofi, det vill säga den har samma genetiska förutsättningar för dess bildande.

Beckers muskeldystrofi har dock andra symtom. Sjukdomen kännetecknas av följande egenskaper:

• diagnostiserats hos pojkar under 5 år;
• fortskrider snabbt;
• aldrig upptäckt hos flickor;
• muskelatrofi har en stegvis utveckling - först lider bäckengördeln;
• då är benmusklerna inblandade;
• efter detta påverkar Duchenne-myopati musklerna i ryggen och axlarna;
• progressiv Duchenne muskeldystrofi slutar med skador på händerna;
• ett specifikt tecken på en störning är ryggradsdeformitet, oftast i form av kyfos eller lordos;
• Duchennes muskeldystrofi åtföljs nästan alltid av skador på bröstbenet och fötterna, de blir oregelbundna i form och förändrar människokroppen kraftigt;
• i patologi, i motsats till Beckers muskeldystrofi, uppträder skada på den vänstra hjärtkammaren, arytmi och kardiopati;
• cirka 30 % av patienterna utvecklar mental retardation.

Duchennes muskeldystrofi är aldrig mild, har alltid en extremt ogynnsam prognos. Det utvecklas snabbt, patienten förlorar förmågan att gå vid 12 års ålder. Vid Duchennes muskeldystrofi inträffar döden på grund av infektion i bronkerna eller lungorna, efter hjärtstillestånd.

Symtom på sjukdomen

De första tecknen på Duchenne-myopati uppträder redan vid 1,5 års ålder. I sällsynta fall kan de inte märkas förrän vid 5 års ålder. Tecken på Duchennes sjukdom verkar milda till en början. Deras kombination beror på din allmänna hälsa:

• barnet utvecklar allvarlig instabilitet, det finns klumpighet i rörelsen, han faller ofta och är mycket långsam;
• Duchenne myopati åtföljs av det faktum att barnet vinglar och ständigt snubblar när det går, vilket resulterar i att barnet är rädd för att resa sig på fötterna och allvarlig motorisk passivitet uppstår;
• med tiden, med Duchennes muskeldystrofi, blir en "anka" gång med bröstet utskjutet framåt och skulderbladen indragna synliga;
• om barnet sitter eller ligger ner blir det svårt att ta en stående position med Duchennes muskeldystrofi;
• när man försöker ta en stående position verkar barnet stå på en stege och reser sig upp med ryggen;
• muskelhypertrofi uppstår, de är fyllda med fettvävnad;
• Duchennes muskeldystrofi påverkar också hjärtats funktion, vilket resulterar i patologier och misslyckande;
• Duchennes muskeldystrofi åtföljs ofta av ett annat symptom - abnormiteter uppträder i skelettbiopsier;
• positionen för stora leder förändras gradvis, deformation av fötterna börjar;
• Duchenne myopati leder i 100% av fallen till fullständig funktionsnedsättning hos patienten, han kräver en stol;
• vid 15 års ålder, med Duchennes muskeldystrofi, uppstår djup funktionsnedsättning, farligt hjärtstopp och kroniska eller ständigt återkommande störningar i lungorna.

Mot bakgrund av Duchennes muskeldystrofi utvecklar en ung patient akut depression, som barn har svårt att tolerera. Ofta är dödsorsaken i Becker och Duchennes muskeldystrofi självmord.

Diagnos av sjukdomen

Duchennes muskeldystrofi är extremt svår att diagnostisera. För att göra detta används en uppsättning metoder. Det första du bör göra om du misstänker Duchenne-myopati är ett EKG. För att bekräfta diagnosen är det nödvändigt att analysen visar avvikelser i väggen i vänster kammare.

Nästa steg är att bestämma nivån av dystrofin, som inte ändras mot normal dystrofi. Det är också nödvändigt att donera blod för biokemisk analys. Om du har Beckers muskeldystrofi eller sjukdomen uppkallad efter den franske neurologen noteras höga nivåer av CPK.

Dessutom måste du genomgå EMG, gendiagnostik och muskelbiopsi. Det är den senare analysen som gör att vi kan identifiera sjukdomen med ganska hög noggrannhet. Elektromyografi är inte sämre i effektivitet när det gäller att diagnostisera Duchennes muskeldystrofi.

Behandlingstaktik

För att Duchennes muskeldystrofibehandling ska vara effektiv måste du strikt följa planen efter diagnos. Sjukdomen kan aldrig botas helt, men den kan göra patientens liv mycket lättare. Modern medicin kan bromsa Duchennes myopati med följande metoder:

• Taktik för att upptäcka sjukdomen före 5 års ålder. Radikal behandling för Duchennes muskeldystrofi krävs inte. Genetisk konsultation och ständigt stöd av föräldrar till ett sjukt barn behövs.
• Behandling av Duchenne myopati upp till 8 års ålder. I detta fall behövs muskelvävnadsstöd. Läkare ordinerar glukokortikosteroider för att bromsa utvecklingen av sjukdomen: Prednisolon eller Deflazacort.
• Terapi från 8 till 20 år. I det här fallet är musklerna avsevärt försvagade, Duchennes muskeldystrofi leder barnet till en rullstol.
• Terapi från 20 år. I det här fallet slutar läkemedlen delvis att fungera, och andningssjukdomar utvecklas.

Duchenne myopati kräver konstant användning av vissa vitamingrupper (B, E), samt kalcium, anabola hormoner, kalium och vissa typer av aminosyror. För Duchennes muskeldystrofi krävs injektioner av ATP, Retabolil och glutaminsyra.

Viktig! Du kan behålla hälsan med Duchennes muskeldystrofi med andra metoder - träningsterapi och elektrofores.

Träningsterapi genomförs i små kurser med obligatoriskt deltagande av en terapeut. Läkare rekommenderar också massage. För elektrofores vid Duchenne-myopati är det nödvändigt att använda substanser som lipas, kalciumklorid och Proserin.

I svåra fall utförs all behandling hemma, om det finns medicinska möjligheter att organisera komplex terapi med speciella enheter.

En förutsättning för behandling av Duchenne myopati är ständig övervakning av en kardiolog. Det är också nödvändigt att skapa en kompetent meny. När du är sjuk måste du äta mycket ångade grönsaker, frukt, vegetabiliskt fett och magert kött. Konsumtion av alkohol, koffein och starkt te är förbjudet.

Konsekvenser och komplikationer

I 100% av fallen åtföljs Duchenne myopati av allvarliga konsekvenser för kroppen och förkortar livet kraftigt. Patienten dör alltid av komplikationer av sjukdomen - hjärtstillestånd eller lunginfektion.

Om Duchennes muskeldystrofi upptäcks i tidig ålder finns det en chans att personen blir 30 år gammal. Men endast föremål för adekvat terapi och ett integrerat tillvägagångssätt. Komplikationer av Duchenne myopati inkluderar ofta osteoporos, lesioner i ryggraden och lederna, såväl som patologier i matsmältningssystemet.

Duchennes muskeldystrofi är en allvarlig genetisk störning, vars behandling inte kan skydda en person från ett resultat - döden. I vissa fall lyckas patienterna leva mer än 20 år efter diagnosen. I andra fall dör spädbarn inom det första levnadsåret.

Duchennes muskeldystrofi är en allvarlig X-kopplad sjukdom som det fortfarande inte finns någon effektiv behandling för. I ett av de sista numren Vetenskap Tre artiklar har publicerats om framgångsrik testning av CRISPR/Cas9-teknologi i musmodeller för behandling av denna sjukdom. Kanske har detta tillvägagångssätt en chans att nå kliniker?

Dystrofin finns på den intracellulära ytan av sarkolemma längs hela muskelfibrernas längd och är en del av det dystrofinassocierade glykoproteinkomplexet (DAGC). Den binder i ena änden till cytoskelett F-aktin och i den andra till β-dystroglykan, vilket stabiliserar fibrerna under kontraktionen. Dystrofingenen är en av de längsta hos människor.

Figur 1. Mutationer i dystrofin är orsaken till Duchennes muskeldystrofi. A - Dystrofin binder till aktinfilament (en del av cytoskelettet) genom N-ABD- och ABD2-domänerna) och till DAHA genom CR- och CT-domänerna. b - Kristallstruktur av N-ABD-dystrofin. Aktinbindningszoner visas gul, är de fyra väl studerade sjukdomsorsakande mutationerna röd.

Det finns inget botemedel mot Duchennes muskeldystrofi ännu, men dagens terapi syftar till att bromsa utvecklingen av sjukdomen och behandla komplikationer. "Guldstandarden" är kortikosteroider, som föreslogs som behandling för flera decennier sedan. Men deras användning orsakar många biverkningar.

Det är inte förvånande att många genetiska och molekylära forskningsgrupper utvecklar pre- och postnatala behandlingar för Duchennes muskeldystrofi. Sjukdomen studeras främst i olika stammar av möss. I ett av de sista numren Vetenskap publicerade tre oberoende verk om metoder för behandling av Duchennes muskeldystrofi. Forskarteamen leddes av Eric Olson ( Erik Olsson) från University of Texas, Amy Wadgers ( Amy Wagers) från Harvard University och Charles Gersbach ( Charles Gersbach) från Duke University. Alla grupper använde en exonhoppningsteknik, där en eller flera exoner avlägsnas från mRNA:t för att återställa muskelfunktionen (Figur 2). I det här fallet visar sig proteinet vara kortare, men kan fortfarande utföra sina stödjande och förankrande funktioner i muskelfibern, och den "irriterande omständigheten" - ett extra stoppkodon - visar sig också vara "missat".

Figur 2. Exonhoppning i dystrofingenen vid Duchennes muskeldystrofi. A – Hos patienter med DMD i genen DMD det finns mutationer som stör läsramen under proteinsyntesen. Till exempel, när exon 50 raderas, visas "out-of-frame" mRNA, vilket leder till syntesen av trunkerat, icke-funktionellt eller instabilt dystrofin (vänster). I ett terapeutiskt tillvägagångssätt "maskerar" en antisens-oligonukleotid exon 51 så att den "hoppas över" genom splitsning och läsramen återställs. Resultatet är ett kortare men delvis funktionellt dystrofin (till höger). I nya verk skärs "extra" exoner helt enkelt ut från genomet med hjälp av CRISPR/Cas9. b - Multiexon-hoppning vid DMD-terapi. Om exon 45–55 hoppas över, vars mutationer förekommer hos cirka 63 % av patienterna, kommer det resulterande korta dystrofinet att leda till omvandlingen av standard-DMD-fenotypen till en asymtomatisk eller mildare DMD-fenotyp.

Exon deletionsstrategin har till och med fördelar jämfört med att återskapa genens fulla längd: det är lättare att designa än att rekonstruera varje patients individuella deletioner.

För att klippa ut "extra" nukleotidsekvenser använde forskarna genomredigeringstekniken CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) / Cas9 (CRISPR-associated protein 9), som för övrigt bara fick användas i experiment på embryon av ett Londoninstitut.

Du kan läsa mer om denna teknik, lånad från bakterier, i artiklarna: " CRISPR-system: immunisering av prokaryoter», « Mutagen kedjereaktion: genomredigering på gränsen till science fiction"och" Borde vi inte försöka... ändra genomet?» .

Konkurrerande laboratorier: vem blir först att översätta teknologi till terapi för människor?

Forskare från tre laboratorier har framgångsrikt tillämpat exon skipping-teknik in vivo på ett standardobjekt - möss - och visade att deras metod hjälper till att återställa läsramen och delvis återställa syntesen av dystrofin. Eftersom även dess låga nivå (3–15% av det normala) ger terapeutiska fördelar, kan resultaten av arbetet kallas framgångsrika.

Det är inte första gången som Eric Olsons grupp använder CRISPR/Cas9-metoden i sitt arbete med Duchennes muskeldystrofi. År 2014 korrigerade forskare en mutation i musens könsceller och förhindrade att sjukdomen utvecklades. Men eftersom prenatal genomredigering på mänskliga embryon (ännu?) är förbjuden, var forskare tvungna att komma på ett sätt att tillämpa tekniken postnatalt.

Deras senaste arbete använde adeno-associerat virus-9 (AAV9) för att leverera de komponenter som behövs för redigering till vävnad. Forskarna testade flera metoder för att administrera AAV9 vid olika dagar efter att valparna föddes. I samtliga fall återställdes dystrofingenuttrycket i hjärt- och skelettmuskler, men i varierande grad. Dessutom ökade proteinproduktionen från 3 till 12 veckor efter injektion, och skelettmuskelfunktionen förbättrades 4 veckor efter injektion. "Utmaningen nu för Wellstone-forskarna är att översätta upptäckterna från musmodellen till patienter med muskeldystrofi.", säger Pradeep Mammen, meddirektör för Wellstone Center.

Amy Wagers grupp genomförde ett i stort sett liknande experiment. Efter många förberedande stadier av arbetet med genomredigering och exonhoppning i celler och djur kröntes deras experiment också med framgång: programmerbara CRISPR-komplex inom adenoassocierat virus (AAV) levererades genom lokal och systemisk administrering till differentierade skelettfibrer, kardiomyocyter och satellitmuskelceller nyfödda och vuxna möss. Om redigeringen endast är inriktad på muskelfibrer kan effekten blekna med tiden. Men som Wagers noterar kan genredigering i satellitceller ge mycket mer långvariga resultat. Det kan leda till skapandet av en pool av regenerativa celler som bär den redigerade dystrofingenen, och som ett resultat av normal muskelreparation kommer den redigerade genen också att hamna i muskelfibrerna.

Slutligen, som alla redan har gissat, upptäckte forskare under ledning av Charles Gersbach också den terapeutiska effekten av att använda AAV-CRISPR/Cas9 i en musmodell. Intraperitoneal injektion av den virala vektorn i nyfödda möss resulterade i återställande av dystrofinsyntes i bukmusklerna (bukmusklerna), diafragman och hjärtat sju veckor efter injektionen. Som författarna noterar är terapi av hjärt- och lungmusklerna extremt viktig, eftersom det är deras misslyckande som ofta leder till att patienter med Duchennes sjukdom dör. Intravenös administrering av AAV-vektorer till sex veckor gamla möss ledde också till en betydande återställning av dystrofinproduktionen i hjärtmuskeln. "Det återstår fortfarande mycket arbete för att översätta [tekniken] till en terapi för människor och bekräfta dess säkerhet, säger Gersbach. - Men resultaten av våra första experiment är redan mycket uppmuntrande.". Teamet avser att optimera leveranssystemet och utvärdera effektiviteten och säkerheten för strategin i större djur (Figur 3). Vilket av de tre laboratorierna kommer att köra om de andra och vara först med att utföra tester på människor?

Terapi för Duchennes muskeldystrofi: gamla och nya tillvägagångssätt

Andra studier visar det återställande av normala nivåer av kväveoxidsyntes (NO)., som reduceras hos patienter på grund av nedsatt NO-syntas (nNOS) aktivitet, minskar inflammation, ökar aktiviteten hos inre stamceller och rekonstruerar morfologin och funktionen hos skelettmuskler.

Läkemedlet Givinostat är redan i fas II kliniska prövningar - histon deacetylashämmare, vilket bromsar sjukdomsprogressionen i en musmodell.

Denna massiva experimentella attack på Duchennes muskeldystrofi ger oss hopp. Kommer CRISPR/Cas9-teknologin att leda vägen för att utveckla terapier som kan användas av läkare? Kanske är publiceringen av liknande verk om andra sjukdomar inte långt borta, där det är nödvändigt att bli av med mutationer i en enda gen? Det får vi reda på i kommande nummer Vetenskap(samt andra hederstidningar).

Litteratur

1. van Putten M., Hulsker M., Nadarajah V.D., van Heiningen S.H., van Huizen E., van Iterson M. et al. (2012). Effekterna av låga nivåer av dystrofin på musmuskelfunktion och patologi. PLoS One. 7 , e31937;
2. Russo F.B., Cugola F.R., Fernandes I.R., Pignatari G.C., Beltrão-Braga P.C. (2015). Inducerade pluripotenta stamceller för modellering av neurologiska störningar. World J. Transplantation. 5 , 209–221;
3. Falzarano M. S., Scotton C., Passarelli C., Ferlini A. (2015). Duchennes muskeldystrofi: från diagnos till terapi. Molekyler. 20 , 18168–18184;
4. Bushby K., Finkel R., Birnkrant D.J., Case L.E., Clemens P.R., Cripe L. et al. (2010).

Sjukdomen, som kallas Duchennes muskeldystrofi, är genetisk, ärvs endast av pojkar och kännetecknas av förändringar i muskelfibrernas struktur.

Nedbrytningen av muskelfibrer leder med tiden till förlust av förmågan att röra sig.

Muskeldystrofi uppträder hos barn efter ett års ålder. Förutom muskelpatologier upplever patienter processer av skelettdeformation, hjärtsvikt och andningssvikt, möjliga störningar i det endokrina systemet och mentala avvikelser.

Denna sjukdom provoceras av en genmutation; i de flesta fall uppstår störningar i moderns ägg och ärvs av sonen.

När och hur börjar symtomen uppträda vid Duchennes muskeldystrofi?

De första manifestationerna av dystrofi blir märkbara hos barn efter ett år, när barnet gör sina första försök att gå självständigt. I sådana fall finns det en viss hämning av motorisk aktivitet: när man försöker resa sig börjar barnet falla, benen börjar trassla in sig och barnet blir snabbt trött.

Om ett barn med muskeldystrofi kan röra sig självständigt, kommer hans gång att likna en anka, och det kommer att vara problematiskt att resa sig från knäna och gå uppför trappan.

I barndomen ökar musklerna i storlek; detta tillstånd är mycket likt upppumpade muskler. När sjukdomen fortskrider börjar muskelmassan minska.

Som regel börjar muskeldystrofi i de nedre extremiteterna, sprider sig till bäckenet, musklerna i ryggen och armarna.

Till en början åtföljs begränsad aktivitet av en minskning av senreflexerna. Med tiden börjar processen med deformation av ryggraden, bröstet och fötterna. Hjärtats arbete störs, vänsterkammarhypertrofi uppträder. Vissa patienter kan ha psykiska avvikelser, som visar sig i form av utvecklingsstörning. Vid 12–14 års ålder, på grund av Duchennes muskeldystrofi, kan patienterna inte stå på fötter och slutar därför röra sig självständigt. Efter några år börjar fullständig förlust av motorisk aktivitet. De flesta patienter överlever bara tills de är trettio år gamla.

I den senare perioden av sjukdomen börjar muskelsvaghet påverka andningsorganen och sväljningsfunktionerna. Sådana patienters död uppstår på grund av att bakterier kommer in i kroppen eller på grund av otillräcklig funktion hos hjärtat och lungorna.

Metoder för att diagnostisera sjukdomen

Den huvudsakliga forskningsmetoden för att diagnostisera Duchennes muskeldystrofi är DNA-diagnostik. Den slutliga diagnosen baseras på resultaten av ett genetiskt test (om en defekt upptäcks i X-kromosomen i det område som ansvarar för syntesen av dystrofin).

Ytterligare diagnostiska metoder inkluderar:

• Bestämning av aktivitetsnivån för CPK-enzymet: i barndomen överstiger nivåerna av detta enzym kraftigt normen; efter fem år minskar nivån av CPK något. Kreatinfosfokinas (CPK) speglar nedbrytningen av muskelfibrer;
• Elektromyografi: med denna metod bekräftas de primära processerna för muskelförändringar;
• En biopsi kan utföras för att bestämma mängden dystrofin i musklerna, men denna procedur används sällan.

För att identifiera störningar i hjärta och lungor ordineras EKG, ultraljud och andningstest.

Hjälp med muskeldystrofi

Progressiv muskeldystrofi kan inte behandlas; den enda hjälpen för denna sjukdom är att göra personens tillstånd och liv lättare.

Från barndomen, efter att en slutlig diagnos har gjorts, föreskrivs psykoterapisessioner, vilket avsevärt kommer att bidra till varaktigheten av ett aktivt liv. Fysisk träning är av stor betydelse, med dess hjälp kan lederna förbli rörliga under lång tid. I vissa fall kan läkaren ordinera en korsett eller skenor, detta kommer att skydda barnet från kontrakturer.

För muskeldystrofi används också mediciner, som inkluderar steroider (med konstant användning finns det en minskning av muskelsvaghet) och β-2-adrenerga agonister (styrkeökningar i musklerna, men sådana läkemedel kan inte hämma denna sjukdom) .

För att upprätthålla det kardiovaskulära systemets funktioner ordineras läkemedel som verkar därefter, till exempel antiarytmi och metabola läkemedel.

Patienter med Duchennes muskeldystrofi kräver konstant övervakning av specialister, eftersom tidig diagnos av olika förändringar i inre organ kommer att bidra till att öka livslängden.

Prognosen för sjukdomen är inte uppmuntrande, men i den moderna medicinens värld går forskare framgångsrikt framåt i studien av sjukdomen, och kanske snart kommer livet för sådana patienter att bli lättare och dess varaktighet kommer att öka.