Studium porównawcze strategii leczenia miopatii Duchenne'a (DM)

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a (DMD) jest najczęściej dziedzicznym zaburzeniem mięśniowym u dzieci. Jest to postępująca i zwyrodnieniowa miopatia sprzężona z chromosomem X, charakteryzująca się postępującym osłabieniem, które może prowadzić do utraty funkcji motorycznych w okresie dojrzewania, jak również do zajęcia serca, układu oddechowego i przedwczesnej śmierci. Choroba należy do grupy miopatii, które różnią się w zależności od stopnia nasilenia i rodzaju dotkniętych mięśni. Występuje z częstością około 1:3500 urodzeń płci męskiej i powstaje w wyniku spontanicznych mutacji w genie dystrofiny (locus Xp21.2); 65% mutacji przyczynowych to delecje wewnątrzgenowe, 6-10% to duplikacje wewnątrzgenowe, a 30-35% to mutacje punktowe (wraz z innymi odmianami sekwencji). Choroba jest spowodowana niedoborem dystrofiny lub syntezą funkcjonalnie bezsilnej dystrofiny, krytycznego składnika białkowego kompleksu glikoprotein dystrofiny, działającego jako łącznik między cytoszkieletem a macierzą pozakomórkową w mięśniach szkieletowych i sercowych. Konsekwencją niewydolności kompleksu glikoproteinowego dystrofiny jest kruchość mięśni, uszkodzenia skurczowe, martwica i stany zapalne.

Glikokortykosteroidy mogą wydłużyć zdolność poruszania się o 2 do 3 lat, zmniejszyć skoliozę i złagodzić zanik płuc i serca w drugiej dekadzie życia. Jednak glikokortykosteroidy powodują dobrze znane działania niepożądane, które są nie do zniesienia u ponad 25% pacjentów. Zatem leczenie specyficzne dla danej choroby jest główną niezaspokojoną potrzebą. Badacze zaproponowali różne możliwości korzystnego działania kortykosteroidów, opierając się głównie na obserwacjach na mysich modelach dystrofii mięśniowej oraz na ograniczonej liczbie badań na pacjentach.

Te możliwości to m.in

1. Redukcja cytotoksycznych limfocytów T
2. Zwiększenie ekspresji lamininy i naprawy miogennej
3. Opóźnianie apoptozy mięśni i infiltracji komórkowej
4. Zwiększenie ekspresji dystrofiny
5. Wpływa na transmisję nerwowo-mięśniową

Wydaje się, że niektórzy pacjenci z miopatią Duchenne'a wcześnie leczeni sterydami mają lepsze długoterminowe rokowania dotyczące mięśni, mięśnia sercowego i mogą pomóc pacjentom w chodzeniu przez więcej lat niż oczekiwano bez leczenia. Jeden protokół podaje prednizon (0,75 mg/kg/dzień) przez pierwsze 10 dni każdego miesiąca, aby uniknąć przewlekłych powikłań. Deflazacort podawany w dawce 0,9 mg/kg mc./dobę może być skuteczniejszy niż prednizon. American Academy of Neurology i Child Neurology Society zalecają podawanie kortykosteroidów w ambulatoryjnym stadium choroby. Opublikowane zalecenia sugerują rozpoczęcie terapii między 2 a 5 rokiem życia u chłopców, których siła ustabilizowała się lub spada, ale wcześniejsze leczenie może być korzystniejsze .

Mięśnie szkieletowe mają dużą zdolność do regeneracji po zaniku mięśni spowodowanym urazem lub chorobą. Ten potencjał regeneracyjny przypisuje się przede wszystkim komórkom macierzystym rezydującym w mięśniach szkieletowych, zwanym komórkami satelitarnymi. W miopatii Duchenne'a komórki satelitarne są wyczerpane po wielu rundach degeneracji i regeneracji mięśni. W związku z tym komórki satelitarne i ich potomstwo (mioblasty) uznano za obiecującego kandydata do komórkowej terapii zastępczej w przypadku DMD i innych rodzajów chorób mięśni. Niewielkie ilości dorosłych komórek macierzystych występują w większości tkanek w całym ciele, gdzie pozostają w stanie spoczynku przez długi czas, zanim zostaną aktywowane w odpowiedzi na chorobę lub uszkodzenie tkanki. Dorosłe komórki macierzyste można izolować z komórek układu krwiotwórczego, nerwowego, skórnego, mięśniowego i wątrobowego. Dorosłe komórki macierzyste dają początek typom komórek tkanki, z której pochodzą, ale według doniesień naukowych mogą różnicować się w inne linie niż tkanka, z której pochodzą, m.in. przeszczepiony szpik kostny lub wzbogacone hematopoetyczne komórki macierzyste (HSC) dały początek komórkom mezodermy, endodermy i ektodermy.

Dwa główne typy komórek macierzystych zwykle pochodzących ze szpiku kostnego osoby dorosłej to HSC i mezenchymalne komórki macierzyste (MSC). Czasami można je również uzyskać z tłuszczu, skóry, okostnej, błony maziowej i mięśni. MSC są multipotentne i zdolne do różnicowania się w kilka typów tkanki łącznej, w tym osteocyty, chondrocyty, adipocyty, tenocyty i mioblasty. Mogą również wywierać dodatkowe działanie przeciwzapalne i parakrynne na różnicowanie i regenerację tkanek poprzez szlaki cytokinowe oraz wykazują właściwości antyapoptotyczne. Te genetycznie uwarunkowane komórki pluripotencjalne można łatwo wyizolować ze szpiku kostnego, ponieważ posiadają białka błonowe (marker zwany klasterem różnicowania (CD34+) i swoisty marker STRO-I). W porównaniu z pluripotencjalnymi embrionalnymi komórkami macierzystymi lub indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi, mezenchymalne komórki macierzyste mają wyższy profil bezpieczeństwa biologicznego i mniejsze ryzyko rakotwórczości i być może dlatego liczne terapie oparte na mezenchymalnych komórkach macierzystych weszły na etap badań klinicznych. Terapie oparte na komórkach macierzystych w leczeniu miopatii Duchenne'a mogą przebiegać za pomocą dwóch strategii.

Pierwszym z nich jest autologiczny transfer komórek macierzystych obejmujący komórki od pacjenta z miopatią Duchenne'a, które są genetycznie zmienione in vitro w celu przywrócenia ekspresji dystrofiny, a następnie są ponownie wszczepiane. Drugi to allogeniczny transfer komórek macierzystych, zawierający komórki od osobnika z funkcjonalną dystrofiną, które są przeszczepiane pacjentowi z dystrofią.

Domięśniową drogę podania można uznać za najbardziej odpowiednią, ponieważ dystrofia mięśniowa jest przede wszystkim chorobą mięśni. Komórki można wstrzykiwać w kilka punktów w mięśniu, alternatywnie można je wstrzykiwać w punkt ruchowy mięśnia. Punkt motoryczny to punkt, w którym gałąź ruchowa nerwu unerwiającego wchodzi do mięśnia. Jest to punkt z największą koncentracją blaszek motorycznych i synaps mioneuralnych. Ze względu na dużą liczbę połączeń nerwowo-mięśniowych w tym miejscu, skurcz mięśnia można łatwo wywołać przy użyciu minimalnego bodźca elektrycznego. Punkty motoryczne można zatem zidentyfikować jako punkty powierzchowne bezpośrednio nad punktami na mięśniach za pomocą zewnętrznej stymulacji elektrycznej. Ograniczeniem tej metody jest to, że można nią stymulować tylko mięśnie powierzchowne.

W otwartym badaniu Sharma i współpracownicy wykazali skuteczność autologicznego przeszczepu jednojądrzastego szpiku kostnego domięśniowo pacjentom z miopatią Duchenne'a, dystrofią mięśniową Beckera i dystrofią mięśniową obręczy kończyn. Jednak nie dostarczyli diagnozy molekularnej tych dystrofii. Nie odnotowano żadnych istotnych działań niepożądanych. Wzrost siły mięśni tułowia zaobserwowano w 53% przypadków, 48% wykazało wzrost siły kończyn górnych, 59% wykazało wzrost siły kończyn dolnych, a około 10% wykazało poprawę chodu. Osiemdziesiąt siedem procent ze 150 pacjentów miało poprawę czynnościową po badaniu fizykalnym i elektromiogramie po 12 miesiącach.