„Distrofia musculară” este un termen general pentru deteriorarea genetică care duce la afectarea funcției și structurii musculare în întregul corp. Există mai mult de 20 de defecte genetice specifice care se încadrează în grupul bolilor clasificate drept distrofie musculară. Majoritatea conduc la același rezultat (scăderea forței musculare datorită pierderii în greutate și deteriorării-degenerării), dar diferite tipuri de distrofii musculare sunt specifice diferiților mușchi ai corpului și cu grade diferite de degenerare. Toate formele de distrofie musculară sunt considerate rare, distrofia musculară Duchenne (MDD) fiind poate cel mai frecvent tip de distrofie musculară. De la descoperirea sa în 1860, MDD a afectat aproximativ 1 băiat din 3000. Există un alt tip de distrofie musculară legată de DMD: distrofia musculară Becker. De la descoperirea sa în anii 1950, distrofia musculară Becker a fost diagnosticată la aproximativ 1 din 18.000 de nașteri și este considerată o formă mai ușoară a distrofiei musculare Duchenne.

ajuta

Cercetătorii investighează multe detalii despre celulele satelite și cauzele deteriorării mușchilor, precum și tratamente care ajută la reducerea leziunilor musculare, cum ar fi tratamentul antiinflamator.

Studiile au analizat modalități de a păstra și, în cele din urmă, de a restabili funcția musculară, transplantând celule producătoare de distrofină. Aceste celule pot fi celule donatoare sănătoase sau celule ale pacientului care sunt modificate genetic.

Celulele stem pluripotente induse (iPSC) sunt studiate ca opțiune pentru a genera un număr mare de celule cu gene distrofinei sănătoase.

Există o serie de tipuri diferite de celule stem despre care oamenii de știință cred că pot fi utilizate în diferite moduri pentru a dezvolta tratamente pentru distrofia musculară. Principalele abordări bazate pe celule stem în prezent sunt:

  • Depozitarea fibrelor musculare sănătoase: Oamenii de știință speră că, dacă celulele stem fără defectul genetic care cauzează distrofia musculară Duchenne pot fi administrate mușchilor pacientului, acestea pot genera fibre musculare funcționale pentru a le înlocui pe cele deteriorate de pacient.
  • Reducerea inflamației: în distrofia musculară, mușchii deteriorați se inflamează foarte mult. Această inflamație accelerează degenerarea musculară. Oamenii de știință cred că unele tipuri de celule stem pot elibera substanțe chimice care reduc inflamația, încetinind progresia bolii.

În plus față de celulele stem, au fost testate la pacienți și în modele preclinice, alte strategii terapeutice, cum ar fi terapia genică sau medicamentele cu molecule mici pentru repararea genei deteriorate. Terapiile viitoare vor folosi probabil o combinație de mai multe dintre aceste abordări. Oamenii de știință studiază, de asemenea, rolul celulelor stem în menținerea și repararea mușchilor sănătoși pentru a afla mai multe despre ceea ce nu funcționează în distrofia musculară și modul în care problema poate fi corectată.

Cercetări continue: producerea fibrelor musculare sănătoase

Multe studii actuale s-au concentrat pe dezvoltarea de modalități de restabilire a producției de distrofină proteică lipsă în mușchii pacienților cu distrofie musculară Duchenne.

Mioblastele sunt un tip de celulă formată din celule satelit după naștere. Se fuzionează pentru a forma fibre musculare. Când sunt injectați în mușchii șoarecilor cu leziuni musculare similare cu cele cauzate de distrofia musculară Duchenne, mioblastele șoarecilor donatori sănătoși se îmbină cu fibrele musculare bolnave și restabilesc parțial producția de distrofină. Cu toate acestea, studiile clinice au arătat că transplanturile de mioblast nu sunt eficiente în tratarea mușchilor foarte mari la om. Doar câteva dintre mioblastele transplantate supraviețuiesc atunci când sunt injectate în mușchii distrofici și, dacă sunt primite de la un donator, sunt atacate de celulele imune și inflamatorii ale corpului, provocând respingere.

Există, de asemenea, probleme practice: deși myoblastele pot fi în cele din urmă utile ca parte a tratamentului tipurilor de distrofie musculară care afectează doar o zonă musculară mică și specifică din corp, distrofia musculară Duchenne afectează majoritatea mușchilor din corp. Acest lucru face extrem de dificilă tratarea cu injecții intramusculare, deoarece celulele nu se îndepărtează de locul injectării, așa că vor fi necesare multe mii de injecții. Obținerea numărului mare de celule care ar fi necesare pentru transplant și apoi livrarea acelor celule către toți mușchii din corp ar fi extrem de dificilă. Alternativ, pentru a vindeca fiecare mușchi, celulele vor trebui injectate în fluxul sanguin pentru a fi transmise în tot corpul. Mioblastele nu pot fi livrate în acest fel, deoarece nu pot trece prin pereții vaselor de sânge și, prin urmare, nu pot trece din sânge către mușchii din jur.

Celule stem pluripotente induse

Celulele iPS pot fi fabricate în laborator de aproape orice celulă din corp și sunt pluripotente - adică pot produce orice celulă din corp. Cercetătorii au descoperit recent cum să transforme celulele iPS crescute inițial din celulele pielii unui pacient în celule care se comportă ca niște celule musculare sănătoase. Când aceste celule sunt injectate la șoareci cu distrofie musculară, șoarecii câștigă forță musculară, pot fi activi fizic mai mult timp și produc proteine ​​musculare normale. Acesta a fost un studiu foarte timpuriu și sunt încă necesare multe cercetări pentru a determina dacă acest tip de tratament va fi sigur și eficient la om. Cu toate acestea, cercetările sugerează că celulele asemănătoare MAB crescute de celulele iPS pot fi promițătoare ca o modalitate de a trata diferite tipuri de distrofie musculară. Deoarece celulele iPS pot fi copiate la nesfârșit, un număr nelimitat de celule asemănătoare cu MAB pot fi crescute de propriile celule ale pacientului și livrate în fluxul sanguin. Aceste celule vor fi mai ușor de crescut în laborator și sunt mai puțin susceptibile de a fi respinse de sistemul imunitar al pacientului decât celulele donatoare.

O nouă strategie generează celule musculare funcționale

Cercetătorii UCLA au dezvoltat o nouă metodă pentru producerea și transplantul eficient de celule musculare scheletice funcționale din celule stem pluripotente umane (hPSC). Acest lucru poate oferi noi opțiuni terapeutice pentru pacienții care suferă de boli musculare, cum ar fi distrofia musculară Duchenne.

Celulele stem pluripotente sunt celule imature care au potențialul de a deveni practic orice tip de celulă pe care îl avem în corpul nostru. Acest proces de maturare este strict reglementat, necesitând stimuli externi foarte specifici la un anumit moment pentru a face un anumit tip de celulă.

Datorită potențialului lor mare, transplantul de hPSC a fost studiat ca o opțiune terapeutică pentru o gamă largă de boli. Pentru distrofiile musculare, hPSC sunt o sursă potențială de celule musculare mature pentru a le înlocui pe cele care sunt deficitare sau lipsesc.

O echipă de cercetare în microbiologie, imunologie și genetică moleculară a testat protocoalele existente de maturare a hPSC și a constatat că acestea cresc la celule musculare care sunt doar parțial funcționale în comparație cu celulele musculare sănătoase și naturale.

Faptul că o celulă musculară scheletică produsă în laborator exprimă markeri musculari nu înseamnă că este pe deplin funcțională.

Pentru a înțelege mai bine diferența dintre celulele derivate din hPSC și celulele musculare naturale, echipa a efectuat o analiză comparativă a profilului genetic. Cu această strategie, au descoperit că doi receptori de suprafață celulară (ERBB3 și NGFR) s-au găsit numai în celulele musculare funcționale, inclusiv în progenitorii celulelor musculare naturale umane.

Cu strategia terapeutică combinată, celulele transplantate se dezvoltă în mod eficient în celule musculare funcționale mature. Celulele produse de HPSC prezintă, de asemenea, niveluri ridicate de proteină distrofină, apropiate de cele găsite în celulele musculare umane sănătoase.

Rezultatele au fost exact ceea ce sperau. Acesta este primul studiu care demonstrează că celulele musculare funcționale pot fi create într-un laborator și pot restabili distrofina la modelele animale Duchenne folosind procesul de dezvoltare umană ca ghid.