Terapijas attīstība mugurkaula muskuļu atrofijai: muskuļu distrofiju un neirodeģeneratīvu traucējumu perspektīvas 7. daļa

Ne-SMN pieejas

Uzlabota funkcionālā SMN proteīna sintēze, izmantojot ASO, mazas molekulas vai AAV9 vektorus, ir pašreizējās ārstēšanas iespējas SMA pacientiem.

SMN proteīns ir svarīgs neironu proteīns, kam ir ļoti svarīga loma neironu augšanā un attīstībā. Pētījumi liecina, ka SMN proteīns ir cieši saistīts ar cilvēka atmiņu.

SMN proteīnam ir svarīga loma ilgtermiņa atmiņas veidošanā un saglabāšanā, piedaloties neironu endokrīnās transmisijas un sinaptiskās transmisijas procesos. Daži pētījumi arī ir parādījuši, ka SMN proteīns ir cieši saistīts ar kognitīvām funkcijām, piemēram, telpisko atmiņu, kognitīvo jutību un mācīšanās spējām.

Turklāt SMN proteīns var arī veicināt neironu proliferāciju un atjaunošanos, kā arī aizsargāt neironus no dažādiem ievainojumiem un patoloģiskiem stāvokļiem, tādējādi uzlabojot cilvēku atmiņu un kognitīvās spējas.

Tāpēc pietiekama SMN proteīna līmeņa uzturēšana ir izdevīga, lai uzturētu normālu neironu augšanu un attīstību un veicinātu mācīšanās un atmiņas spēju uzlabošanos. Lai gan SMN proteīna trūkst dažās neiroloģiskās slimībās, piemēram, mugurkaula muskuļu atrofijā, mēs varam palielināt savu SMN proteīna līmeni, izmantojot veselīgu dzīvesveidu un atbilstošus vingrinājumus.

Tāpēc mums vajadzētu aktīvi pievērst uzmanību mūsu SMN olbaltumvielu līmenim, veikt atbilstošus pasākumus, lai uzlabotu atmiņu un kognitīvās spējas, uzturētu veselīgu nervu sistēmu un baudītu labāku dzīvi. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche deserticola var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola piemīt antioksidanta, pretiekaisuma un pretnovecošanās iedarbība, kas var palīdzēt samazināt oksidācijas un iekaisuma reakcijas smadzenēs, tādējādi aizsargājot nervu sistēmas veselība. Turklāt Cistanche deserticola var arī veicināt nervu šūnu augšanu un atjaunošanos, tādējādi uzlabojot neironu tīklu savienojamību un darbību. Šie efekti var palīdzēt uzlabot atmiņu, mācīšanos un domāšanas ātrumu, kā arī var novērst kognitīvo disfunkciju un neirodeģeneratīvo slimību attīstību.

Noklikšķiniet uz Zināt īstermiņa atmiņu, kā uzlabot

Tomēr attiecībā uz SMN terapijas laika prasībām daudzi SMA pacienti, kuri nevar saņemt šīs terapijas ideālā laika periodā, pilnībā neatveseļosies un simptomi saglabāsies vai progresēs, neskatoties uz terapiju, īpaši, ja ārstēšana sākas vēlākā simptomātiskā stadijā. Tomēr pat tad, ja terapija sākas pirmssimptomu stadijās, ne visi SMA pacienti reaģē vienlīdz labi un simptomi progresē.

Šādos gadījumos ar SMN nesaistītas pieejas varētu atbalstīt uz SMN balstītas ārstēšanas stratēģijas. Daudzi no šiem senona-SMN tuvojas mērķa muskuļiem, aksoniem un presinaptiskajiem termināliem neiromuskulārās gala plāksnēs.

Neiromuskulāra gala plāksne

SMA ir nopietni ietekmētas neiromuskulārās gala plāksnes. Ne tikai samazināta acetilholīna izdalīšanās [157, 260, 292], bet arī izmainīti signalizācijas mehānismi starp motoneuronu un muskuļiem veicina deģeneratīvu procesu, kas galu galā izraisa muskuļu atrofiju.

Šādu signālu defektu novēršana ir atkarīga no (1) pareizas neiromuskulāro gala plākšņu sākotnējās attīstības, ieskaitot presinaptiskās struktūras kontrolētai vezikulu atbrīvošanai, un (2) homeostatiskiem mehānismiem, kas uztur aksonus un presinaptiskos termināļus motoneuronos.

Primāri kultivētie motoneuroni no Smn deficīta peles modeļiem ir izmantoti defektīvā presinaptiskā nodalījuma raksturošanai. Papildus aksonu pagarinājuma izmaiņām, bojātam F-aktīna komplektam un samazinātām Cav2.2 klasterformācijām kļuva acīmredzams no sprieguma atkarīgs kalcija kanāls, kas galvenokārt ekspresēts embrija motoneuronos, kā rezultātā samazinājās spontāni kalcija pārejas periodi [139, 211].

Disregulēts kalcija pieplūdums, ko izraisa Cav2.1 klasteru veidojumi, kas dominē neiromuskulārajā gala plāksnē, ir novērots arī in vivo SMA peles modeļos [291, 292].

Lai uzturētu nepieciešamo presinaptiskā kalcija līmeni šūnu diferenciācijai un/vai neirotransmisijai Smn deficītos motoneuronos, kā kandidātus varētu izmantot molekulas, kas pagarina Cav2.2 un Cav2.1 noslēguma kinētiku.

R-roskovitīns, Cdk5 inhibitors ar kalcija kanālu modulējošām īpašībām, šķiet labs kandidāts šim nolūkam [193, 324]. Akūta R-Roskovitīna lietošana in vitro izraisa spontānus Ca2+-pārejas procesus un palielina kvantitatīvo saturu ex vivo. Tas uzlabo motoneuronu izdzīvošanu un paplašina smagi skarta peles modeļa dzīves ilgumu pēc sistēmiskas ārstēšanas [291].

Ar R-roskovitīnu apstrādāto SMAmice histopatoloģiskā analīze atklāja, ka šīs vielas lietošana atbalsta sinapses muguras smadzenēs un novērš neiromuskulāro gala plākšņu deģenerāciju [291].

Kultivētos motoneironos ar Smn deficītu R-Roscovitine lietošana izglāba arī izmainīto aksona pagarinājumu. Šis efekts tika novērots arī, pielietojot GV-58, citu kalcija kanālu atvērēju [291]. GV-58 ir spēcīgāks pret Cav2.1/2, un tam ir mazāka Cdk5 inhibējošā aktivitāte fizioloģiskajos ATP līmeņos [289]. Tas jau ir pārbaudīts SMA peles modeļos, kur tas uzrādīja ievērojamas priekšrocības neiromuskulārās transmisijas un muskuļu spēka ziņā [222].

Tomēr abas zāles ir jāievada arī kritiskā NMJ attīstības periodā [308]. Tādējādi intracelulārās Ca2+ homeostāzes atjaunošana ar ārējiem stimuliem varētu būt SMA terapeitiska iespēja kopā ar pašreizējām ASO terapijām, mazām molekulām vai adenovīrusu SMN1-gēnu pārnesi. Šāda veida terapija ir jāpiemēro arī kritiskā un agrīnā laika periodā.

Liela atveseļošanās ietekme netiks sasniegta, ja ārstēšana sākas ar novēlošanos un pēc simptomu rašanās. Vielas ar sprieguma atkarīgos kālija kanālus bloķējošām īpašībām, piemēram, 3,4-aminopiridīns (3,4-DAP) un 4- aminopiridīns (4-AP) ir arī apspriests kā kandidāts presinaptiskā kalcija pieplūduma palielināšanai. Anatomiskā līmenī tie palielina proprioceptīvo sinapsu skaitu, kas projicējas uz motoneuronu šūnu ķermeņiem muguras smadzenēs, kā arī NMJ skaitu Smn deficīta peles modeļos.

Tomēr4-AP ārstēšana neietekmē motoneuronu izdzīvošanu[273]. Abu vielu klīniskie pētījumi turpinās (3,4-DAP, NCT03781479, NCT03819660 un 4-AP,NCT01645787). Papildus šīm divām molekulām, kas modulē presinaptiskā sprieguma regulētā Ca{{9 }} kanāliem, piridostigmīna, acetilholīnesterāzes inhibitora, iedarbība ir pārbaudīta SMA.

Ir ziņots, ka šīs zāles uzlabo fizisko sagatavotību/neatlaidību 2 no 4 SMA 2. un 3. tipa pacientiem [310] (Clinicaltrials.gov: NCT02941328). Pēdējo trīs klīnisko pētījumu rezultāti vēl nav saņemti.

Ģenētiskie modifikatori Plastin 3 un NCALD arī darbojas Ca2+-atkarīgā veidā motoneuronos. NCALD ir neironu kalcija sensors un darbojas kā negatīvs endocitozes regulators. NCALD knockdown uzlabo SMA pacientu fibroblastu sendocitozi, kā arī aksoneilgumu un neiromuskulāro morfoloģiju un darbību SMA pelēm [246, 293].

Tomēr NCALD zināšanu terapeitiskais potenciāls ir jāturpina pētīt, jo īpaši attiecībā uz toksicitāti un blakusparādībām. Tas šķiet svarīgi, jo MAP3K10 mijiedarbojas ar NCALD kā c-Jun N-terminālo kināžu (JNK) aktivatoru. JNK aktivitāte ir ievērojami paaugstināta NCALD-/- pelēm, iespējams, ietekmējot šūnu diferenciāciju, jo NCALD deficītu hipokampu neironu morfoloģija ir būtiski mainīta [298].

Plastin 3 (PLS3), [224, 282] un citi Plastin ģimenes locekļi ir evolucionāri konservēti un darbojas kā teaktīna citoskeleta modulatori. Viņiem ir svarīga loma šūnu migrācijā, adhēzijā un ekso- un endocitozē [321].

Zebrafish modelī ar Smn deficītu Pls3 olbaltumvielu līmenis ir samazināts. Tomēr Pls3 mRNS splicēšana netiek ietekmēta. Pls3 apartamenta atjaunošana šiem dzīvniekiem kompensē presinaptiskos defektus neatkarīgi no SMN ekspresijas[113].

Tādējādi Pls3 ortologi tiek uzskatīti arī par Smnmodifier gēniem Caenorhabditis elegans, Drosophila un peles modeļos [5, 65]. PLS3 šķiet interesants kandidāts turpmākai terapeitiskai attīstībai, jo to regulē Ca2+- joni motoneuronu presinaptiskajos terminālos un tas ietekmē aktīna saistīšanos.

Šie dati un novērojumi par Ca2+-disregulācijas traucējumiem Smn deficītu motoneuronu ieaugšanas konusos šūnu kultūrā [139] un in vivo neiromuskulārajās gala plāksnēs [260,291,292] apstiprina hipotēzi, ka Ca2+-atkarīgaisF-aktīns. apvienošana varētu būt īpašs mērķis SMA terapijas attīstībai, jo īpaši neiromuskulārās gala plāksnes agrīnās/pirmsdzemdību attīstības stadijās.

Neiroaizsardzība

Motoneuronu šūnu diferenciācija ir atkarīga no to klātbūtnes un pareizas reakcijas uz neirotrofiskiem faktoriem. Ir plaši atzīts, ka neirotrofisko faktoru signalizācija veicina motoneuronu izdzīvošanu [11,116, 129, 234, 235, 265, 268].

No smadzenēm iegūta neirotrofiskā faktora (BDNF), ciliārā neirotrofiskā faktora (CNTF) un/vai no glia atvasinātā neirotrofiskā faktora (GDNF) pielietošana izolētiem primārajiem motoneuroniem no cāļa, cilvēka, žurkas un Ksenopusa veicina to izdzīvošanu [116,172, 266, 267 ], pārregulē holīnerģisko diferenciāciju un raidītāju ražošanu [148, 322] un palielina acetilholīna izdalīšanos kvantu paketēs [175].

BDNF, kas ir neirotrofīnu saimes loceklis, darbojas, izmantojot ar tropomiozīnu saistītās kināzes (TrkB) receptortirozīna kināžu saimi [152–154, 200, 281]. BDNF/TrkB signalizācija izraisa lokālus kalcija pārejas procesus peles motoneuronos, kas kultivēti uz sinapsei specifiskā laminīna-221 [67].

TrkB pakārtoto signalizācijas kaskāžu aktivizēšana savukārt veicina -aktīna stabilizēšanos caur LIM kināzes ceļu un Proflīna fosforilēšanos pie Tyr129 [67]. BDNF/TrkB signālu specifiskā ietekme uz presinaptisko Ca2+ kanālu kopu veidošanos liecina, ka molekulas, kas pozitīvi modificē šo signalizāciju, varētu labvēlīgi ietekmēt šo patoloģisko aspektu un uzlabot neirotransmisiju SMA.

Neirotrofiskie faktori un mazas molekulas, kas aktivizē specifiskus ceļus, varētu darboties arī citos SMA motoneuropatoloģijas aspektos. Smn deficīts noved pie Akt signalizācijas ceļa pazemināšanās [295]. Ir aprakstīts, ka loganīns, neiroprotektīvs iridoīds glikozīds, pārregulē BDNF un Akt signālu pārraidi, kā rezultātā tiek vājināta motora funkcija un nedaudz uzlabojas SMNΔ7 peles [295].

IGF-1, trofiskais faktors, kas ietekmē gan muskuļu, gan motoneuronu attīstību, gan izdzīvošanu, ir samazināts smagos SMA peles modeļos [215]. Sistēmiska IPLEX, rekombinanta hIGF-1 kompleksa ar rhIGFBP-3, ievadīšana novērš motoneironu deģenerāciju un motoriskās funkcijas zudumu SMNΔ7 pelēm, maznozīmīgi ietekmējot izdzīvošanu [215].

IGF{0}} pārmērīga ekspresija, izmantojot sistēmisku AAV1-mediētu pārmērīgu ekspresiju, izraisa nelielu SMNΔ7 peļu dzīves ilguma regulēšanu un uzlabo motorisko koordināciju [294]. Muskuļiem specifiskā IGF-1 pārmērīga ekspresija, izmantojot miozīna vieglās ķēdes promotorīna SMNΔ7 pelēm, pozitīvi ietekmēja miofibras izmēru. Tas arī palielina dzīvnieku izdzīvošanu, bet neatklāja būtisku labvēlīgu ietekmi uz motoro funkciju [26].

Tomēr IGF{0}} joprojām tiek uzskatīts par no SMN neatkarīgu papildu terapeitisko pieeju. Tāpat ir pārbaudīts olesoksīms (OLEOS, NCT02628743), maza perorāli aktīva holesterīnam līdzīga molekula, kas ir vērsta uz mitohondriju caurlaidības kompleksa komponentiem, tādējādi novēršot apoptotiskos nāves ceļus. Tomēr šīs zāles kandidāts klīniskajos pētījumos neuzrādīja pārliecinošu iedarbību.

Preklīniskajā līmenī olesoksīms saglabā mitohondriju homeostāzi un tādējādi motoneironu integritāti un samazina muskuļu denervāciju, astrogliozi un mikroglia aktivāciju [25, 285]. Tomēr OLEOS klīniskie pētījumi ar 2.–3. tipa SMA pacientiem neuzrādīja nozīmīgus labvēlīgus rezultātus.

For more information:1950477648nn@gmail.com