Синдром дюшена

Прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна

Синдром дюшена

Прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна — наследуемая сцеплено с Х-хромосомой патология мышечной системы, проявляющаяся в первые 3-5 лет жизни и характеризующаяся быстро распространяющейся и усугубляющейся мышечной слабостью. Первоначально поражаются мышцы тазового пояса и бедер, затем — плеч и спины, постепенно наступает обездвиженность.

Миодистрофия сопровождается скелетными деформациями и поражением сердца. Диагностика дистрофии Дюшенна включает неврологическое и кардиологическое обследование, определение уровня КФК, электромиографию, консультацию генетика, ДНК-анализ, биопсию мышц. Лечение симптоматическое.

В связи со слабостью дыхательной мускулатуры на заключительном этапе заболевания требуется ИВЛ.

Прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна – тяжелая форма миодистрофии, отличающаяся ранним началом, быстрым усугублением мышечной слабости, выраженными деформациями скелета и поражением сердечной мышцы. Впервые была описана французским неврологом Дюшенном в 1853 году. Ее распространенность составляет 1 случай на 4 тыс. новорожденных мальчиков.

Патология передается рецессивно сцеплено с Х-хромосомой. Заболевают мальчики. Известны случаи заболевания среди девочек, что связано с кариотипом ХО, гонадотропным мозаицизмом или наличием аномалий в структуре хромосом.

Миодистрофия Дюшенна характеризуется началом в первые 3-5 лет жизни ребенка, тяжелым течением, приводящим к полной обездвиженности и гибели пациентов в среднем к возрасту 15-25 лет.

Прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна

Развитие мышечной дистрофии Дюшенна связано с наличием мутации в 21-ом локусе короткого плеча Х-хромосомы в гене, кодирующем белок дистрофин. Около 70% случаев болезни вызваны дефектным геном дистрофина, полученным от матери — носительницы патологической мутации.

Остальные 30% связаны с появлением свежих мутаций в яйцеклетках матери.

В отличие от миодистрофии Беккера, при дистрофии Дюшенна генетические аберрации приводят к сдвигу рамки считывания ДНК и полному прекращению синтеза дистрофина, что и обуславливает более тяжелое течение патологии.

В норме входящий в сарколемму миоцитов дистрофин обеспечивает ее целостность и устойчивость к растяжению, возникающему при сократительной активности мышечных волокон.

Отсутствие дистрофина влечет за собой нарушение целостности сарколеммы, разрушение миоцитов и их замещение жировой и соединительной тканью.

Клинически этот процесс выражается прогрессирующим снижением способности мышц к сокращению, утратой мышечной силы и тонуса, атрофией мышц.

Дебют миодистрофии Дюшенна приходится на период от 1 до 5 лет. Как правило, уже на 1-ом году жизни заметно некоторое отставание моторного развития ребенка. Отмечается задержка сроков начала сидения, самостоятельного вставания и ходьбы. Когда ребенок начинает ходить, он отличается неуклюжестью и большей, по сравнению со сверстниками, неустойчивостью; часто спотыкается.

Мышечная слабость возникает на 3-4-ом годах жизни. Первоначально она выражается в патологически повышенной утомляемости при ходьбе по лестнице или на длинные расстояния.

Со временем становится заметной типичная для миодистрофий «утиная» походка.

Обращают на себя внимание особенности поведения ребенка — каждый раз, поднимаясь из положения сидя на корточках, он активно опирается руками о собственное тело, как бы взбираясь по нему как по лесенке (симптом Говерса).

Мышечные атрофии начинаются с мышц бедер и тазового пояса. Для дистрофии Дюшенна характерно их быстрое восходящее распространение на плечевой пояс, мускулатуру спины и проксимальных отделов рук. Вследствие мышечных атрофий формируется «осиная» талия и отстоящие от спины «крыловидные» лопатки.

Типичным симптомом выступает псевдогипертрофия икроножных мышц. Наблюдается выпадение сухожильных рефлексов: вначале — коленных, затем — рефлексов с трицепса и бицепса плеча. Ахилловы и карпорадиальные рефлексы могут длительное время быть сохранны.

Со временем развиваются ретракции сухожилий и мышечные контрактуры.

Прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна сопровождается нарушениями в костно-суставной системе. Характерны искривление позвоночника (кифоз, усиленный лордоз, сколиоз), деформации грудной клетки (килевидная или седловидная), деформации стоп.

Сердечно-сосудистые расстройства обусловлены развитием кардиомиопатии и включают аритмию, лабильность артериального давления, глухость тонов сердца. У 50% больных фиксируются нейроэндокринные расстройства — адипозогенитальная дистрофия, синдром Иценко-Кушинга и др.

Около 30% больных страдает олигофренией, как правило, ограничивающейся степенью дебильности. Могут отмечаться СДВГ, расстройства по типу аутизма, дислексия, нарушения краткосрочной памяти.

Уже к 7-10-летнему возрасту дистрофия Дюшенна приводит к выраженным двигательным ограничениям.

К 12 годам больные, как правило, утрачивают способность ходить, а к возрасту 15 лет большинство пациентов полностью теряют возможность самостоятельных движений.

Распространение дистрофического процесса на дыхательную мускулатуру приводит к прогрессирующему падению жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и, в конечном итоге, невозможности совершать дыхательные движения.

Установить диагноз миодистрофии Дюшенна помогает анамнез, неврологическое обследование, результаты электрофизиологического тестирования, определение креатинфосфокиназы (КФК) в биохимическом анализе крови, морфологическое и иммунохимическое исследование образцов мышечной ткани, генетическое консультирование и анализ ДНК. При этом дифференциальную диагностику следует проводить с другими миопатиями — метаболической, воспалительной, миодистрофией Беккера, мышечной дистрофией Дрейфуса, дистрофией Эрба-Рота, а также с полиневропатиями, полимиозитом, БАС.

Электронейро- и электромиография определяют сохранность проведения импульсов по нервным волокнам, пониженную амплитуду М-ответа, что свидетельствует о первично-мышечном типе поражения. Характерным является 30-50-кратный подъем уровня креатинфосфокиназы.

На консультации генетика проводится генеалогическое исследование, позволяющее выявить наличие случаев миодистрофии Дюшенна в семье больного и определить женщин, являющихся носительницами мутантного гена дистрофина. Диагностика ДНК позволяет выявить аномалии в гене дистрофина.

Следует учитывать, что невыявление мутации при ДНК-анализе не говорит о ее отсутствии, поскольку поиск точковых мутаций обычно не входит в задачи анализа из-за его большой длительности и трудоемкости.

В случаях, когда имеется клиническая картина миодистрофии, а анализ ДНК не выявил наличие мутации, показана биопсия мышц. Морфологическое исследование биоптата определяет разнокалиберность и некроз миоцитов, их замещение соединительнотканными элементами. Иммунохимический анализ говорит о полном отсутствии дистрофина в исследуемых мышечных волокнах.

Дополнительно осуществляется обследование костно-мышечной и сердечно-сосудистой систем — проводится консультация ортопеда, рентгенография позвоночника, обзорная рентгенография ОГК, консультация кардиолога, ЭКГ, эхокардиография. По показаниям рекомендуется консультация эндокринолога, пульмонолога и др. специалистов.

Терапия, применяемая в клинической практике, пока включает лишь необходимые симптоматические мероприятия.

Для улучшения метаболизма мышечной ткани возможно назначение анаболических стероидов (метандиенона, нандролона деканоата), АТФ, актопротекторов (этилтиобензимидазола); для облегчения нервно-мышечной передачи — неостигмина.

С целью минимизировать образование контрактур и продлить двигательную активность пациентов проводится ЛФК, массаж, физиотерапия.

Важное значение имеет контроль дыхательной функции и газового состава крови. При падении ЖЕЛ до 40% рекомендована искусственная вентиляция легких  в период сна. В дальнейшем время ИВЛ растет пропорционально снижению ЖЕЛ.

В начале ИВЛ может осуществляться при помощи масочного аппарата. Затем необходима трахеостомия, и ИВЛ проводится путем присоединения аппарата к трахеостомической трубке.

Современные портативные аппараты ИВЛ работают на батареях и могут быть закреплены на инвалидной коляске.

Поиск эффективных способов лечения дистрофии Дюшенна — задача, над решением которой трудятся сегодня специалисты в области неврологии, биохимии, генной инженерии. Из перспективных разработок в этом направлении можно выделить лечение стволовыми клетками, активацию гена утрофина, являющегося наиболее близким аналогом дистрофина, технологию пропуска экзонов.

Прогноз и профилактика

Из всех форм миодистрофии дистрофия Дюшенна имеет наиболее неблагоприятный прогноз. Манифестация заболевания в раннем возрасте приводит к тому, что к 15 годам пациенты становятся полностью обездвижены.

Летальный исход неизбежен. Зачастую больные не достигают 25-летнего возраста. Обычно смертельный исход обусловлен интеркуррентными инфекциями, застойной пневмонией, сердечной или дыхательной недостаточностью.

Профилактические мероприятия направлены на выявление женщин-носительниц аномального гена дистрофина и предупреждение рождения у них больного ребенка. В рамках профилактических мер проводятся консультации генетика для планирующих беременность супружеских пар, консультации беременных и пренатальная ДНК-диагностика.

Источник: https://www.KrasotaiMedicina.ru/diseases/zabolevanija_neurology/Duchenne-muscular-dystrophy

Миодистрофия Дюшенна-Беккера (мышечная дистрофия): симптомы, тип наследования, прогрессирующая форма, причины, лечение синдрома

Синдром дюшена

Миодистрофия Дюшенна-Беккера — распространенная форма среди нервно-мышечных заболеваний, передающихся по наследству. Дистрофия представлена дегенеративными изменениями в мышечных тканях.

Заболевание возникает при мутации гена, кодирующего синтез белка дистрофина. Большое количество белка размещено в области сарколеммы. При возникновении структурных изменений в сарколемме дегенерируют компоненты цитоплазмы с последующей гибелью миофибрилл. Заболевание имеет рецессивный тип наследования сцепленный с Х-хромосомой.

Виды

С клинической точки зрения, миодистрофия Дюшена-Беккера делится на миодистрофию Дюшенна и миодистрофию Беккера.

Миодистрофия Дюшенна встречается в 3-х случаях на 10000 новорожденных. Болезнь дает о себе знать очень рано. Первое, что указывает на нее, это то, что ребенок начинает позже ходить, в возрасте 2-х лет не умеет прыгать и бегать, заметно отстает от сверстников.

При осмотре явно прослеживается слабость мышц. К трем годам симптомы более выражены, это видно по своеобразной походке, ребенок как бы переваливается из стороны в сторону. Сначала атрофируются икроножные мышцы, со временем процесс перебрасывается на мышцы бедра, тазовый, плечевой пояс, ягодичные мышцы, дельтовидные мышцы, мышцы языка и так далее.

Атрофический процесс затрагивает органы и некоторые системы. При вовлечении сердца — развивается острая сердечная недостаточность. В большинстве случаев данный процесс заканчивается летально. Больные дети имеют сниженный интеллект. Последняя стадия развития заболевания – появление изменений в мышцах лица и дыхательных путей. Смерть наступает в 20-30-летнем возрасте.

При лабораторном исследовании сыворотки крови видно чрезмерное повышение креатининфосфокиназы.

Миодистрофия Беккера является одной из форм нервно-мышечной болезни, которая имеет доброкачественный характер. Данная патология встречается в одном случае на 20000 новорожденных. Симптоматика схожа с миодистрофией Дюшенна, проявляется в менее выраженной форме.

Начало болезни попадает на 10-15-летний возраст, на протяжении 20 лет сохраняется работоспособность. Кардиомиопатии и снижении интеллекта не наблюдается. Фертильность находится в приделах нормы.

Причины

Причиной развития патологии является нарушение в строении Х-хромосомы. При наличии мутации в 21-м локусе короткого плеча развивается мышечная дистрофия.

В 70% случаев развитие заболевания вызвано при передаче дефектного гена от матери. При этом мать выступает носителем мутации. В оставшихся случаях мутации возникают в яйцеклетке матери.

Дистрофия Дюшенна предполагает смещение рамки, отвечающей за считывание информации с ДНК. Целостность сарколеммы нарушается при отсутствии дистрофина, пустоты заполняются жировыми и соединительными тканями. Данная болезнь проявляется заметным снижением сокращаемости мышц, тонуса с дальнейшей атрофией.

Симптомы

Симптоматика, которая проявляется у мужчин:

  • общая слабость организма, чрезмерная утомляемость при отсутствии больших нагрузок;
  • нарастающая слабость в ногах;
  • проблемы при подъеме по лестнице вверх;
  • большое количество манипуляций при подъеме с сидячего положения,
  • походка напоминает утиный шаг;
  • сбои при роботе сердечно-сосудистой системы, развитие аритмии;
  • мышечные боли в верхних и нижних конечностях;
  • частые спотыкания и падения при ходьбе;
  • одышка при выполнении физических нагрузок;
  • припухлость мышц при увеличении нагрузки на организм.

В начале приведены те признаки, которые наиболее часто встречаются у больных. Мышечная дистрофия чаще всего выявляется либо в детском возрасте, либо при достижении совершеннолетия. После сорока лет развиваются нарушения дыхания, а также сбои в работе сердца.

Диагностика

Диагностику заболевания проводят в зависимости от его природы. Если патологический ген передался по наследству от матери ребенку, то проводят анализ на определение количества сывороточных ферментов.

У младенцев при развитии заболевания отмечается чрезмерное превышение уровня ферментов (пятидесятикратное превышение нормы), которые возвращаются в пределы нормы с ростом ребенка. При прогрессировании дистрофии отмечается незначительное превышение показателей.

Повышение уровня сывороточных ферментов – процесс неустойчивый. Все зависит от возрастных особенностей, а также от степени поражения организма. Повышение ферментов может развиваться еще до возникновения симптомов заболевания. На превышение уровня нормы ферментных показателей не оказывает влияние стероидная терапия.

При наличии наследственного фактора диагностика проводится с помощью скрининга. Превышение нормы содержания сывороточных ферментов у больных детей больше в 5-100 раз верхней границы нормы взрослого человека.

Наиболее высокие показатели наблюдаются у детей в возрасте 2 лет. Как только проявились первые симптомы болезни, показатель идет на спад. Если у ребенка устойчивый показатель, то наличие болезни можно исключить. Рекомендованный возраст проведения анализа 2-3 месячный возраст.

В первые дни жизни показатель креатинкиназы имеет высокий уровень и это норма. А то, как он будет вести себя дальше, важно отслеживать с помощью анализов. При получении положительных анализов на мышечную дистрофию путем анализа крови, должны быть также проведены и с плазмой.

Креатинкиназа более чем в три раза выше верхней границы характерна для дистрофии Дюшенна и более чем в 2 раза при дистрофии Беккера.

Скрининг на выявление мышечной дистрофии у новорожденных девочек отменен. Ранее широко использовался скрининг на 18-й неделе беременности по крови эмбриона. На сегодняшний день он не используется, так как вероятность ложного показателя очень высока.

Клиническая диагностика дистрофии:

  • повышение креатинказы наблюдается практически у всех пациентов с мышечной дистрофией;
  • сывороточный показатель АЛД повышен примерно у 20% пациентов;
  • сывороточный показатель ЛДГ повышен у 10%.

При нормальных показаниях диагноз дистрофия просто неуместен. Наиболее высокие показатели отмечаются у больных детей младшего возраста, с постепенным снижением с каждым годом.

Лечение

На сегодняшний день не разработано средство, которое может остановить процесс атрофии мышц. От нее невозможно избавиться. Лечение болезни основывается на продлении двигательных функций тела на протяжении максимально возможного времени. Лечение позволяет замедлить процесс, но не полностью избавиться.

Если у маленьких детей есть признаки, указывающие на возможную атрофию мышц, необходимо незамедлительно обратиться к врачу. Врач проведет осмотр, а также назначит обследование.

При отсутствии дистрофии у родственников назначается электромиография, которая покажет, как работают мышцы и нервы. Если необходимо, проводят биопсию мышечной ткани.

Существует определенная терапия по улучшению жизни. Она заключается в проведении физиотерапии, позволяющей сохранить подвижность суставов, тем самым сохранив их гибкость. Массаж позволяет улучшить кровообращение пораженной области, тем самым отсрочив атрофию.

Необходим прием сосудорасширяющих препаратов, использование вспомогательных мобильных устройств, специальных брекетов, которые позволяют держать мышцы в растянутом положении. Также передвигаться самостоятельно помогут трости, костыли, ходунки, инвалидные коляски.

При затруднении дыхания используют аппарат, помогающий кислороду поступать в легкие. Существуют ортопедические аппараты, которые фиксируют стопу и голеностоп. Они способны уменьшить риск падений и облегчить ходьбу.

Операция показана в следующих случаях:

  • появления контрактуры в сухожилиях;
  • затруднение дыхания;
  • нарушения в работе сердца, установка кардиостимулятора.

Если кто-то из родственников страдал дистрофией, необходимо проконсультироваться с врачом-генетиком.

Последствия и осложнения

Данное заболевание имеет ряд осложнений и последствий:

  • позвоночник со временем деформируется;
  • угасает двигательная способность, что ведет к инвалидному креслу;
  • возникают частые воспалительные процессы в органах дыхания;
  • происходят нарушения в работе сердечно-сосудистой системы;
  • снижаются интеллектуальные способности;

Летальный исход возникает как в детском возрасте, так и позже, в зависимости от того когда заболевание развилось.

Наследственность

Дистрофия — это серьезное заболевание, которое передается по наследству. Ее возникновение не зависит от неправильного ухода, недостаточного внимания или отсутствия развивающих занятий.

Профилактические меры

Перед тем как планировать беременность, женщине необходимо пройти обследование на наличие патологических генов в организме. Это нужно в тех случаях, когда кто-то из родственников имел данное заболевание. Дистрофию возможно выявить еще при беременности. Для этого берут амниотическую жидкость, клетки либо кровь плода и анализируют.

При возникновении состояния, при котором требуется незамедлительная медицинская помощь, врачи должны знать следующие факторы:

  • Наличие у ребенка миодистрофии Дюшена, а также о лекарственных препаратах, которые принимает ребенок.
  • Тенденция развития заболевания.

Если к ухудшению состояния привел пропуск дозы стероидов, стоит сразу проинформировать об этом врача. Больные, страдающие данным заболеванием, имеют повышенный риск перелома костей. При переломе конечностей, как правило, требуется оперативное вмешательство.

Для успешной терапии понадобится специалист по лечебной физкультуре. Долгое пребывание мышц в неактивном состоянии имеет плохие последствия. Поэтому важный момент — как можно быстрее поставить ребенка на ноги и не дать атрофироваться мышцам. Если ночью для поддержки дыхания используется специальный аппарат, необходимо взять его с собой в медицинское учреждение.

Источник: https://nevralgia.ru/miopatiya/dyushenna/

Миодистрофия Дюшенна: как вернуть исчезающие мышцы?

Синдром дюшена

Что такое мышечная дистрофия Дюшенна?Стандартные методы леченияЛекарства при миодистрофии ДюшеннаРедактирование генома и технология CRISPR/CasДругие исследования: искусственная хромосома, вирусы и мутации

7 сентября — международный день распространения информации о синдроме Дюшенна. Это одна из самых часто встречающихся наследственных генетических патологий — диагностируется она у одного из 3000 новорожденных мальчиков. Пока что способов полного излечения от болезни не существует, но новые разработки дают шанс изменить ситуацию. Какой может быть терапия будущего, расскажет MedAboutMe.

Что такое мышечная дистрофия Дюшенна?

Мышечная дистрофия Дюшенна — наследственная генетическая патология, одна из тех, которые поражают только мальчиков.

Болезнь передается от матерей, но сами женщины от нее не страдают, а являются здоровыми носителями пораженного гена.

Ген может передаваться по женской линии многие поколения и никак не проявляться, поэтому рождение ребенка с дистрофией Дюшенна для семьи часто становится неожиданностью.

Патология заключена в гене, кодирующем белок дистрофин — при болезни он вырабатывается в недостаточном количестве или вовсе отсутствует.

А поскольку дистрофин является основой мышечных волокон, у детей с дистрофией Дюшенна мышцы постепенно ослабевают, перерождаются и заменяются жировой или соединительной тканью.

Это приводит к инвалидизации — болезнь неуклонно прогрессирует, постепенно захватывает все больше мышц.

Даже с существующим сегодня лечением мальчики с миодистрофией Дюшенна живут в среднем 20-25 лет. В некоторых случаях больные доживают до 40, но пока это все же исключение, чем правило.

Первые симптомы болезни возникают еще до 3 лет, в этом возрасте у ребенка проявляется:

быстрая утомляемость; отставание в развитии; трудности с освоением навыка ходьбы, дети часто ходят на пальчиках; симптом Говерса — при попытке встать ребенок активно помогает себе руками, поскольку мышцы ног уже не справляются.

Болезнь прогрессирует, и уже у больных 15-18 лет наблюдаются следующие признаки:

деформация скелета; неспособность передвигаться без инвалидного кресла, вставать, самостоятельно сидеть, иногда даже двигать руками; эндокринные расстройства отмечаются у 30-50% больных; поражение сердечной мышцы, кардиомиопатия; поражение дыхательной мускулатуры; иногда встречаются нарушения психического развития.

На том этапе, когда болезнь захватывает сердце и легкие, помочь пациенту уже практически невозможно.

Стандартные методы лечения

Болезнь была описана еще в XIX веке неврологом Гийомом Дюшенном, в честь которого она и названа. И с того времени врачи ищут эффективные способы терапии. Первым методом, который используется до сих пор, стало применение ортопедических устройств.

Тренировка мышц помогает немного замедлить процесс их разрушения. Для пациентов применяется как активная (пока они сами в состоянии заниматься), так и пассивная тренировка. Врачи отмечают, что регулярные упражнения способны продлить период, когда пациент передвигается без инвалидной коляски.

По статистке, практически половина больных миодистрофией переживают операцию на позвоночнике. При слабых мышцах скелет искривляется, что существенно ухудшает течение болезни. Поэтому на помощь таким больным приходят различные ортопедические приспособления — фиксация костей и суставов позволяет замедлить их деформацию.

Современные разработки в этом направлении терапии давно вышли за пределы простых поддерживающих средств. Так, разработанная нидерландским Университетом Твенте роботизированная рука A-Gear способна заменить человеку атрофированную конечность. Искусственная рука улавливает электрические сигналы от мышц или минимальное мышечное напряжение.

Люди с миодистрофией Дюшенна могут управлять механической конечностью, движения при этом получаются очень точными и естественными. «К исследованию мы привлекли много участников, которые уже на протяжении 3-5 лет утратили способность двигать руками, — говорит ученый Джоан Лобо-Прат (Joan Lobo-Prat).

 — A-Gear помогла им частично вернуть функциональность конечностей».

Лекарства при миодистрофии Дюшенна

Медикаментозное лечение является важной частью общей терапии. Наиболее популярной группой препаратов для пациентов с миодистрофией Дюшенна являются стероиды: преднизолон, дефлазакорт и другие.

Начинают их прием еще в возрасте 4-6 лет, когда проявляются признаки болезни, но существенного ухудшения состояния нет. Стероиды помогают отсрочить развитие тяжелых симптомов, но в долгосрочной перспективе они неэффективны.

Как только у пациента начинает прогрессировать атрофия, улучшить состояние мышц эти лекарства уже не могут. И все же стероиды остаются важной составляющей лечения дистрофии Дюшенна.

Существуют и другие разработки, направленные на улучшение работы мышц. Так, в 2016 году FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) одобрило лекарство Exondys51 (этиплирсен), которое сможет стать конкурентом стероидам.

По данным проведенных исследований, вещество способно укрепить мышечную ткань, ведь оно увеличивает уровень дистрофина в скелетных мышцах. Однако не все врачи разделяют мнение FDA, поскольку утверждение препарата проходило по ускоренной процедуре.

По факту сейчас нет однозначных доказательств, что он может отсрочить развитие паралича или ослабить симптомы развитого заболевания. А значит, Exondys51, как и стероиды, проявляет эффективность лишь в коротком периоде болезни.

Несмотря на то, что лекарство уже утверждено, FDA продолжает исследования. Если эффективность препарата не будет подтверждена, его производство остановят.

Европейский Комитет по лекарственным препаратам для человека (CHMP) в 2014 году зарегистрировал другой медикамент — Трансларна (аталурен).

В отличие от других лекарств, которые только укрепляют мышцы, аталурен способен восстанавливать нарушенный синтез белков. А значит, теоретически устраняет саму причину развития болезни.

Поскольку это новая разработка, понять, насколько она эффективна в долгосрочной перспективе, пока трудно. Но промежуточные результаты достаточно обнадеживающие.

Редактирование генома и технология CRISPR/CasМиодистрофия Дюшенна вызвана патологией в гене, поэтому любое медикаментозное или физиотерапевтическое лечение является всего лишь симптоматическим.

Вылечить человека можно только с помощью генной терапии — редактирования кода ДНК и изменения «больного» гена.

Несмотря на то, что пока такое лечение не применяется, новые технологии дают шанс на решение проблемы в будущем.

В последнее время особую популярность получила технология CRISPR/Cas9. В ее основе — действие специального фермента Cas9.

Он внедряется в клетку и там способен не только распознавать конкретный участок ДНК-цепочки, но и удалять его.

Поскольку врачи знают, какой ген виноват в развитии болезни и где конкретно он находится, с помощью технологии они смогут просто вырезать фрагмент ДНК с патологией. А это принесет полное выздоровление.

Однако недавние исследования выявили ряд трудностей с использованием этой системы. После проведенного эксперимента на эмбрионах оказалось, что метод действительно позволил вылечить до 30% клеток. Но при этом такое внедрение породило большое количество других мутаций.

Возможности CRISPR/Cas9 активно изучают многие лаборатории мира. Положительные результаты, в частности, получили ученые из Юго-западного медицинского центра Техасского университета. Здесь CRISPR/Cas9 успешно применили для лечения мышей с миодистрофией Дюшенна.

Также была разработана более точная технология, подходящая именно для этой болезни — в ней белок Cas9 был заменен белком Cpf1. «Мы взяли у пациентов с дистрофией Дюшенна клетки и смогли исправить их в лабораторных условиях, — говорит доктор Эрик Олсон.

 — После применения CRISPR/Cpf1 в клетках восстановилось производство дистрофина».

Другие исследования: искусственная хромосома, вирусы и мутации

Группа японских и британских ученых предложила еще один альтернативный подход для лечения миодистрофии Дюшенна — внедрение искусственных здоровых хромосом (ген с патологией находится в Х-хромосоме 23-й пары).

Такая хромосома будет помещена в стволовую клетку, а позже введена в организм и поможет восстановить мышцы. Пока положительные результаты получены в опытах на мышах. Похожие исследования проводились и в России, в Институте стволовых клеток человека.

Еще одно возможное направление в лечении болезни Дюшенна появилось благодаря собаке. Более десяти лет назад ученые из Университета Сан-Паулу в Бразилии специально для изучения выводили щенков с мышечной дистрофией Дюшенна.

Однако, несмотря на подтвержденный анализами диагноз, у одного из них, пса Ринго, заболевание не развилось, более того, животное прожило 11 лет без каких-либо симптомов. Ученые связывают это с наличием у собаки другой патологии — мутации в гене Jagged1.

«Мы точно не знаем, какова должна быть концентрация белка, который кодируется геном Jagged1, в мышцах, чтобы эффективно защищать от развития болезни, — рассказывает генетик Луис Канкел. — Но история Ринго наталкивает на мысль, что мутация Jagged1 компенсирует атрофию, вызванную нехваткой дистрофина».

Одной из самых обнадеживающих перспектив является масштабное исследование, в котором примут участие реальные пациенты. Суть эксперимента — попробовать внедрить в клетку исправленную копию гена дистрофина. И сделать это планируется с помощью вирусов — именно они станут переносчиками нужного фрагмента ДНК. Испытания будут проводиться в США уже в конце 2017-начале 2018 года. В частности, в исследованиях будет участвовать фармацевтическая компания Pfizer. Пока отобрано 12 детей разных возрастных групп, которым в детской больнице Nationwide штата Огайо будут введены вирусные частицы.

Источник: https://news.rambler.ru/scitech/37840298-miodistrofiya-dyushenna-kak-vernut-ischezayuschie-myshtsy/

Вылечить миодистрофию Дюшенна: конкуренция групп, единство методик

Синдром дюшена

Мышечная дистрофия Дюшенна — тяжелейшее Х-связанное заболевание, эффективного лечения которого до сих пор нет. В одном из последних номеров Science вышли целых три статьи об успешном тестировании на мышиных моделях технологии CRISPR/Cas9 для лечения этой болезни. Может быть, у этого подхода есть шанс добраться и до клиник?

Мышечная дистрофия Дюшенна, от которой страдает один из 3600-5000 новорожденных мальчиков, вызывается отсутствием дистрофина — белка, который соединяет цитоскелет и внеклеточный матрикс в мышечном волокне и обеспечивает его стабильность при сокращении (рис. 1).

Из-за мутаций гена DMD рамка считывания при трансляции его мРНК сдвигается, и синтез белка преждевременно прекращается. Врожденная болезнь очень быстро прогрессирует: ее диагностируют в возрасте около четырех лет, а к 10 годам ребенку обычно уже нужна инвалидная коляска.

Это происходит потому, что без дистрофина волокна повреждаются, и как только регенеративная способность мышечных волокон исчерпывается, они заменяются фиброзной и жировой тканями [1]. Как показывают исследования, когнитивные функции у ребенка тоже могут быть нарушены [2].

Больше 30 лет с таким заболеванием, как правило, не живут, а смерть наступает от сердечных и респираторных осложнений. Более мягкий вид миодистрофии, связанной с геном DMD, — это мышечная дистрофия Беккера, когда мутации не приводят к смещению рамки считывания [3].

Дистрофин находится на внутриклеточной поверхности сарколеммы вдоль всей длины мышечных волокон и входит в состав дистрофин-ассоциированного гликопротеинового комплекса (ДАГК, DGC). Он связывается одним концом с F-актином цитоскелета, а другим — с β-дистрогликаном, что стабилизирует волокна во время сокращения. Ген дистрофина — один из самых длинных у человека.

Рисунок 1. Мутации в дистрофине — причина развития миодистрофии Дюшенна.

а – Дистрофин связывается с актиновыми филаментами (часть цитоскелета) через домены N-ABD и ABD2) и с ДАГК через домены CR и CT.

 б — Кристаллическая структура N-ABD дистрофина. Зоны связывания с актином показаны желтым, четыре хорошо изученных мутации, вызывающих заболевание, — красным.

Излечивать мышечную дистрофию Дюшенна пока не умеют, а сегодняшняя терапия направлена на замедление прогрессирования болезни и лечение осложнений [4], [5]. «Золотой стандарт» — это кортикостероиды, которые были предложены в качестве лечения еще несколько десятилетий назад. Однако их применение вызывает множество побочных эффектов.

Неудивительно, что многие группы генетиков и молекулярщиков занимаются разработкой пре- и постнатального лечения миодистрофии Дюшенна. Болезнь в основном изучают на различных линиях мышей.

В одном из последних номеров Science опубликовали сразу три независимых работы по методам лечения мышечной дистрофии Дюшенна [6–8].

Исследовательские группы возглавили Эрик Олсон (Eric Olson) из Техасского университета, Эми Уаджерс (Amy Wagers) из Гарвардского университета и Чарльз Герсбах (Charles Gersbach) из Университета Дьюка.

Все группы для восстановления функции мышц использовали методику пропуска экзонов, при которой один или несколько экзонов удаляются из мРНК (рис. 2). В таком случае белок получается короче, но всё же может выполнять свою поддерживающую и заякоривающую функции в мышечном волокне, а «досадное обстоятельство» — лишний стоп-кодон — тоже оказывается «пропущенным».

Рисунок 2. Пропуск экзонов в гене дистрофина при миодистрофии Дюшенна.а — У пациентов с МДД в гене DMD присутствуют мутации, нарушающие рамку считывания при синтезе белка.

Например, при делеции экзона 50 появляется «внерамочная» мРНК, что приводит к синтезу усеченного нефункционального или нестабильного дистрофина (слева). В одном из терапевтических подходов антисмысловой олигонуклеотид «маскирует» экзон 51, и он «пропускается» при сплайсинге, рамка считывания восстанавливается.

В результате получается более короткий, но частично функциональный дистрофин (справа). В новых работах «лишние» экзоны просто вырезают из генома с помощью CRISPR/Cas9. б — Мультиэкзонный пропуск в терапии МДД.

Если осуществить пропуск экзонов 45–55, мутации которых встречаются примерно у 63% пациентов, то образовавшийся короткий дистрофин приведёт к трансформации стандартного МДД-фенотипа в бессимптомный или более мягкий МДБ-фенотип.

У стратегии удаления экзонов есть даже преимущества перед воссозданием полной длины гена: ее проще разработать, чем восстановить индивидуальные делеции каждого пациента [7].

Для вырезания «лишних» нуклеотидных последовательностей исследователи воспользовались технологией редактирования генома CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) / Cas9 (CRISPR-associated protein 9) [9], которую, между прочим, только что разрешили применить в опытах на эмбрионах одному лондонскому институту [10].

Конкурирующие лаборатории: кто первым воплотит технологию в терапию для человека?

Ученые трех лабораторий успешно применили технологию пропуска экзонов in vivo на стандартном объекте — мышах — и показали, что их метод помогает восстановить рамку считывания и частично восстановить синтез дистрофина. Поскольку даже невысокий его уровень (3–15% от нормального) приносит терапевтическую пользу, результаты работ можно назвать успешными.

Группа Эрика Олсона уже не в первый раз использует метод CRISPR/Cas9 в своих работах по мышечной дистрофии Дюшенна. В 2014 году ученые исправили мутацию в зародышевой линии мышей и предотвратили развитие болезни. Однако, поскольку пренатальное редактирование генома на человеческих эмбрионах (пока?) запрещено, исследователям пришлось придумать способ постнатального применения технологии.

В их последней работе для доставки необходимых для редактирования компонентов в ткани использовался аденоассоциированный вирус-9 (AAV9, adeno-associated virus-9) [6]. Исследователи испытали несколько способов введения AAV9 в различные дни после рождения мышат.

Во всех случаях экспрессия гена дистрофина в сердечной и скелетных мышцах восстановилась, но в разной степени. Более того, продукция белка увеличивалась с 3 до 12 недель после инъекций, а через 4 недели после инъекций улучшилась функция скелетных мышц.

«Сейчас задача для исследователей из центра Уэллстоун заключается в том, чтобы перенести открытия с мышиной модели на пациентов с миодистрофией», — говорит Прадип Маммен (Pradeep Mammen), содиректор центра Уэллстоун.

Группа Эми Уаджерс провела во многом похожий эксперимент [8].

После множества подготовительных этапов работы по редактированию генома и пропуску экзона на клетках и животных их опыт тоже увенчался успехом: программируемые CRISPR-комплексы в составе аденоассоциированного вируса (AAV) были доставлены с помощью локального и системного введения к дифференцированным скелетным волокнам, кардиомиоцитам и сателлитным мышечным клеткам новорожденных и взрослых мышей. Если редактирование направлено только на мышечные волокна, то эффект со временем может сойти на нет. Однако, как отмечает Уаджерс, редактирование генов в сателлитных клетках может обеспечить гораздо более длительный результат. Оно способно привести к созданию пула регенеративных клеток, несущих отредактированный ген дистрофина, и в результате обычной репарации мышц отредактированный ген окажется и в мышечных волокнах.

Наконец, как все уже догадались, ученые под руководством Чарльза Герсбаха тоже обнаружили терапевтический эффект применения AAV-CRISPR/Cas9 в мышиной модели [7].

Внутрибрюшинное введение вирусного вектора новорожденным мышам привело к восстановлению синтеза дистрофина в абдоминальных мышцах (мышцах живота), диафрагме и сердце через семь недель после инъекции. Как отмечают авторы, терапия сердечной и легочной мышц крайне важна, поскольку именно их отказ зачастую приводит к смерти пациентов с болезнью Дюшенна.

Внутривенное введение AAV-векторов шестинедельным мышам тоже привело к значительному восстановлению продукции дистрофина в сердечной мышце. «Остается еще много работы по переделке [технологии] в терапию для человека и подтверждения ее безопасности, — говорит Герсбах. — Но результаты наших первых экспериментов уже весьма воодушевляющие».

Группа собирается оптимизировать систему доставки и оценивать эффективность и безопасность стратегии на более крупных животных (рис. 3). Какая же из трех лабораторий обгонит других и первой сможет провести испытания на человеке?

Терапия миодистрофии Дюшенна: старые и новые подходы

По словам Олсона, главное отличие новой стратегии с использованием вектора, вмещающего в себя компоненты для редактирования генома, от других терапевтических методов в том, что она устраняет причину болезни. А какие еще подходы разрабатывают ученые?

Рисунок 3. Животные модели миодистрофии Дюшенна.а — Проявления миодистрофии Дюшенна у мышей и собак. Вверху: у мышей mdx симптомы проявляются только в старости, и они склонны к образованию рабдомиосарком — опухолей мышечного происхождения.

Размер мышей с нокаутами генов атрофина/дистрофина и интегрина/дистрофина значительно меньше, чем их ровесников дикого типа (BL10 и BL6). Внизу: проявления болезни у пятимесячной больной собаки. Различия между здоровой и больной двухлетними собаками.

 б — Сравнение продолжительности жизни здоровых и больных людей, собак и различных линий мышей.

Один из многообещающих подходов — это клеточная терапия.

Хотя опыты с внутримышечной инъекцией миобластов от здоровых доноров провалились, технологии с использованием стволовых клеток и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) пока успешно испытываются на моделях не только миодистрофии Дюшенна, но и болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, спинальной мышечной атрофии, бокового амиотрофического склероза, аутизма и шизофрении [14–16]. Например, в 2013 году исследователи из Бостонской детской больницы (Boston Children’s Hospital’s Stem Cell Program) с помощью смеси трех малых молекул (форсколина, основного фактора роста фибробластов bFGF и ингибитора гликогенсинтазы киназы-3) перепрограммировали ИПСК из кожи пациентов с миодистрофией Дюшенна в мышечные клетки, которые затем успешно прижились у мышей. Сейчас из ИПСК получены кардиомиобласты и нейроны [2].

Другие исследования показывают, что восстановление нормального уровня синтеза оксида азота (NO), который снижается у больных из-за нарушения активности NO-синтазы (nNOS), ослабляет воспаление, повышает активность собственных стволовых клеток и реконструирует морфологию и функции скелетных мышц [3].

Уже в фазе II клинических испытаний находится препарат Givinostat — ингибитор гистондеацетилаз, который замедляет прогрессирование болезни в мышиной модели.

Такой массированный экспериментальный удар по миодистрофии Дюшенна вселяет надежду.

Станет ли технология CRISPR/Cas9 ведущей в разработке терапии, которую смогут принять на вооружение клиницисты? Возможно, не за горами и публикации похожих работ по другим заболеваниям, где нужно избавиться от мутаций в одном-единственном гене? Это мы узнаем из ближайших выпусков Science (а также других почетных журналов).

  1. van Putten M., Hulsker M., Nadarajah V.D., van Heiningen S.H., van Huizen E., van Iterson M. et al. (2012). The effects of low levels of dystrophin on mouse muscle function and pathology. PLoS One. 7, e31937;
  2. Russo F.B., Cugola F.R., Fernandes I.R., Pignatari G.C., Beltrão-Braga P.C. (2015). Induced pluripotent stem cells for modeling neurological disorders. World J. Transplant. 5, 209–221;
  3. Falzarano M.S., Scotton C., Passarelli C., Ferlini A. (2015). Duchenne muscular dystrophy: from diagnosis to therapy. Molecules. 20, 18168–18184;
  4. Bushby K., Finkel R., Birnkrant D.J., Case L.E., Clemens P.R., Cripe L. et al. (2010). Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 1: diagnosis, and pharmacological and psychosocial management. Lancet Neurol. 9, 77–93;
  5. Bushby K., Finkel R., Birnkrant D.J., Case L.E., Clemens P.R., Cripe L. et al. (2010). Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 2: implementation of multidisciplinary care. Lancet Neurol. 9, 177–189;
  6. Long C., Amoasii L., Mireault A.A., McAnally J.R., Li H., Sanchez-Ortiz E. et al. (2016). Postnatal genome editing partially restores dystrophin expression in a mouse model of muscular dystrophy. Science. 351, 400–403;
  7. Nelson C.E., Hakim C.H., Ousterout D.G., Thakore P.I., Moreb E.A., Castellanos Rivera R.M. et al. (2016). In vivo genome editing improves muscle function in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy. Science. 351, 403–407;
  8. Tabebordbar M., Zhu K., Cheng J.K., Chew W.L., Widrick J.J., Yan W.X. et al. (2016). In vivo gene editing in dystrophic mouse muscle and muscle stem cells. Science. 351, 407–411;
  9. Элементы: «Прокариотическая система иммунитета поможет редактировать геном»;
  10. Gallagher J. (2016). Scientists get ’gene editing’ go-ahead. BBC News;
  11. CRISPR-системы: иммунизация прокариот;
  12. Мутагенная цепная реакция: редактирование геномов на грани фантастики;
  13. А не замахнуться ли нам на… изменение генома?;
  14. Нобелевская премия по физиологии и медицине (2012): индуцированные стволовые клетки;
  15. Болезнь Альцгеймера: ген, от которого я без ума;
  16. Как спасти Тринадцатую? (Перспективы лечения болезни Хантингтона);
  17. McGreevy J.W., Hakim C.H., McIntosh M.A., Duan D. (2015). Animal models of Duchenne muscular dystrophy: from basic mechanisms to gene therapy. Dis. Model. Mech. 8, 195–213;
  18. Singh S.M., Kongari N., Cabello-Villegas J., Mallela K.M. (2010). Missense mutations in dystrophin that trigger muscular dystrophy decrease protein stability and lead to cross-β aggregates. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 107, 15069–15074;
  19. Goyenvalle A., Seto J.T., Davies K.E., Chamberlain J. (2011). Therapeutic approaches to muscular dystrophy. Hum. Mol. Genet. 20, R69–R78.

Источник: https://biomolecula.ru/articles/vylechit-miodistrofiiu-diushenna-konkurentsiia-grupp-edinstvo-metodik

Травмам нет
Добавить комментарий