کارآزمایی بالینی نشان می دهد که الیگونوکلئوتید آنتی سنس به طور ایمن ژن ALS جهش یافته را در مطالعه انسانی آزمایشی سرکوب می کند.

رابرت اچ. براون جونیور، دکتر DPhil، دکتر جاناتان واتس، دکترای جاناتان واتس و همکارانش با استفاده از یک زنجیره کوتاه و مصنوعی از نوکلئوتیدهای اصلاح شده شیمیایی مهندسی شده در موسسه درمانی RNA در دانشکده پزشکی UMass Chan، توانایی سرکوب جهش یافته را نشان دادند. اشکال یک ژن ALS به نام C9ORF72 در یک مطالعه آزمایشی تک بیمار. C9ORF72 شایع ترین علت اسکلروز جانبی آمیوتروفیک خانوادگی (ALS) و دمانس فرونتوتمپورال خانوادگی (FTD) است. نتایج، منتشر شده در طب طبیعت، این پتانسیل را دارند که تحقیقات را در زمینه درمان های ALS، FTD و سایر بیماری های عصبی کاتالیز کنند.

درمان، با استفاده از یک الیگونوکلئوتید آنتی سنس (ASO) تزریق شده به کانال نخاعی، منجر به کاهش قابل توجه نوروتوکسین های مرتبط با ALS معروف به پروتئین های تکرار دی پپتید (DPRs) در مایع نخاعی فرد آزمایش شد. در طول دوره کارآزمایی، امتیاز عملکردی ALS آزمودنی و سایر معیارهای تاثیر تا حد زیادی ثابت یا اندکی بهبود یافته بود. بیمار که قبل از درمان دچار ضعف در پاها و پاها شده بود، هیچ عارضه جانبی عصبی یا پزشکی از درمان نداشت.

دکتر براون، از Leo P، گفت: «در حالی که تیم‌های دیگر مستند کرده‌اند که این ژن می‌تواند در سلول‌های کشت سرکوب شود، این اولین بار است که این نوع درمان الیگونوکلئوتیدی ضد سن برای C9ORF72 ALS در یک فرد مبتلا به ALS نشان داده می‌شود. و ترزا ام. لاچنس، رئیس تحقیقات پزشکی، و استاد نورولوژی در دانشکده پزشکی UMass Chan و نویسنده اصلی مقاله طب طبیعت مطالعه. “نتایج بسیار دلگرم کننده هستند. این بدان معناست که این یک رویکرد مناسب برای سرکوب پروتئین جهش یافته C9ORF72 است که باعث اکثر موارد ALS خانوادگی می شود. قدم بعدی این است که یک کارآزمایی بالینی چند نفره راه اندازی شود تا ببینیم آیا این درمان می تواند پیشرفت بیماری را کند کند یا خیر. مرض.”

اولیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس الیگونوکلئوتیدهای کوتاه، مصنوعی و تک رشته ای هستند که می توانند RNA را تغییر داده و بیان پروتئین را کاهش دهند، بازیابی یا اصلاح کنند. نوع ASO مورد استفاده در این تحقیق با اتصال به رشته های RNA پیام رسان (mRNA) از بیان ژن جلوگیری می کند. هنگامی که این اتصال انجام می شود، این توالی هیبریدی هدف قرار می گیرد و به طور طبیعی توسط آنزیم های موجود در سلول تجزیه می شود.

به گفته دکتر واتس، دانشیار درمان RNA و یکی از نویسندگان این مقاله، جذابیت توسعه یک الیگونوکلئوتید ضد حس برای درمان ALS و سایر بیماری‌های عصبی، سادگی آن است. طب طبیعت مطالعه. واتس توضیح داد: “ASO ها اساساً عوامل ضد RNA پیام رسان هستند. با استفاده از توالی ژنتیکی که می خواهید هدف قرار دهید، می توانید یک توالی الیگونوکلئوتیدی آنتی سنس طراحی کنید که به آن mRNA متصل می شود تا پروتئین جهش یافته هرگز ساخته نشود.” هنگامی که نحوه تحویل ASO به نوع خاصی از سلول را مشخص کردید، از نظر تئوری باید برای سایر بیماری‌های نورودژنراتیو تکرار شود. تنها چیزی که باید تغییر دهید توالی نوکلئوتیدی است.

با حذف پروتئین عامل بیماری از سلول، دانشمندان بر این باورند که این استراتژی به طور بالقوه می تواند پیشرفت بیماری را متوقف کرده و حتی آن را معکوس کند. تاکنون، چهار درمان با واسطه ASO از سازمان غذا و داروی ایالات متحده تایید شده است. سه مورد برای درمان دیستروفی عضلانی دوشن و یکی برای آتروفی عضلانی نخاعی است.

ALS یک اختلال پیشرونده و تحلیل برنده عصبی است که شامل از دست دادن نورون های حرکتی است که ماهیچه های ارادی را کنترل می کنند. تقریباً 10 درصد از ALS خانوادگی است – از والدین فرد به ارث رسیده است – و به دلیل جهش ژنتیکی در DNA فرد ایجاد می شود. 90 درصد باقیمانده موارد به‌عنوان پراکنده طبقه‌بندی می‌شوند و در مواردی رخ می‌دهند که سابقه خانوادگی بیماری ندارند. تخمین زده می شود که سالانه 6000 نفر در ایالات متحده به ALS مبتلا می شوند. به طور کامل درک نشده است که چرا نورون های حرکتی در ALS می میرند، اما تصور می شود که این تخریب عصبی شامل مجموعه پیچیده ای از فرآیندهای سلولی و مولکولی است.

جهش در ژن C9ORF72، هدف از طب طبیعت مطالعه، 40 درصد موارد خانوادگی ALS و همچنین حدود 10 درصد موارد غیر خانوادگی را تشکیل می دهد. این جهش ها همچنین باعث حدود 25 درصد موارد خانوادگی FTD می شوند. این همپوشانی قابل توجه است زیرا یکی از اولین مکانیسم های بیماری زا است که برای ارتباط ALS و FTD شناسایی شده است. همچنین نشان می دهد که یک استراتژی درمانی مشابه ممکن است به طور بالقوه هر دو بیماری را درمان کند.

بیماران ای. در یک فرد بدون جهش، معمولا کمتر از 20 تا 30 مورد از این تکرار وجود دارد. اما در افراد مبتلا به جهش، تکرار می تواند صدها بار رخ دهد. این توالی مکرر با بیان طبیعی پروتئین ساخته شده توسط C9ORF72 تداخل می‌کند و علاوه بر آن نوروتوکسین‌هایی را تولید می‌کند که به عنوان پروتئین‌های دی پپتید repat شناخته می‌شوند.

در حالی که دانشمندان مدت‌ها بر این باور بودند که از بین بردن جهش‌های تک ژنی که منجر به بیماری‌های عصبی می‌شود می‌تواند مزایای درمانی داشته باشد، اما ثابت شده است که تحویل عوامل الیگونوکلئوتید به نورون‌ها به طور ایمن و کارآمد دشوار است. توسعه درمانی درمان ها نیز در برخی موارد به دلیل نیاز به حذف پروتئین های جهش یافته در حالی که پروتئین های کاربردی کافی برای رشد سلول ها باقی می ماند، مانع شده است.

واتس می‌گوید: «ما نمی‌توانیم تمام پروتئین C9ORF72 را از سلول‌های عصبی حذف کنیم، زیرا این خطر آسیب رساندن به سلول‌ها را دارد. هر درمان بالقوه ای باید در هدف گیری آن انتخابی تر باشد.”

برای انجام این کار، واتس و براون دو ایزوفرم خاص از ژن C9ORF72 را که DPRهای سمی را تولید می‌کنند، مورد هدف قرار دادند و چندین ASO را شناسایی کردند که سطوح DPR را کاهش می‌دهند. هنگامی که ASO ها شناسایی شدند، واتس ستون فقرات ASO را برای بهبود ایمنی، توزیع و ثبات آن در مغز و نخاع اصلاح کرد. وات ترکیبی از ستون فقرات مختلف فسفات و قند را تعریف کرد که به ASO ها اجازه می دهد تا به طور مؤثر و ایمن توسط سلول ها جذب شوند. واتس گفت: «ما از یک الیگونوکلئوتید «برهنه» استفاده کردیم. از آنجایی که الگوی اصلاح شیمیایی مورد استفاده ما به وسیله نقلیه تحویلی نیاز ندارد، ما فقط می‌توانیم ASO را به مایع نخاعی تزریق کنیم.

براون گفت: «این مطالعه اثبات مفهومی را ارائه می‌کند که درمان با ASO در انسان می‌تواند به طور مؤثر و ایمن سطوح انبساط حاوی پروتئین C9ORF72 را سرکوب کند.» “یعنی این مداخله نه تنها آلل جهش یافته بلکه رونوشت ها و DPRهای نادرست تولید شده توسط آن آلل را هدف قرار می دهد. این اولین گزارش از سرکوب C9ORF72 DPR در انسان است. یافته های ما به شدت این دیدگاه را تشویق می کند که سرکوب بیان جهش یافته C9ORF72 امکان پذیر است. و برای منافع بالینی باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.”

علاوه بر براون و واتس، سایر نویسندگان مطالعه عبارتند از هلن تران، دکترا، مدرس نورولوژی در UMass چان و دکتر مایکل معظمی، دانشیار سابق فوق دکتری در آزمایشگاه واتس و در حال حاضر دانشجوی پزشکی در دانشکده پزشکی دانشگاه آکسفورد، آکسفورد. ، انگلستان، و همچنین یک تیم کارآزمایی بالینی گسترده.