Spinaalse lihasatroofia ravi arendamine: lihasdüstroofiate ja neurodegeneratiivsete häirete väljavaated, 7. osa

Mitte-SMN-i lähenemisviisid

Funktsionaalse SMN-valgu tõhustatud süntees ASO-de, väikeste molekulide või AAV9 vektorite kaudu on praegused SMA-patsientide ravivõimalused.

SMN valk on oluline neuronaalne valk, mis mängib väga olulist rolli neuronite kasvus ja arengus. Uuringud näitavad, et SMN-valk on tihedalt seotud inimese mäluga.

SMN valk mängib olulist rolli pikaajalise mälu moodustamisel ja säilitamisel, osaledes neuronaalsetes endokriinsetes ja sünaptilistes ülekandeprotsessides. Mõned uuringud on samuti näidanud, et SMN-valk on tihedalt seotud kognitiivsete funktsioonidega, nagu ruumimälu, kognitiivne tundlikkus ja õppimisvõime.

Lisaks võib SMN-valk soodustada ka neuronite vohamist ja taastumist ning kaitsta neuroneid erinevate vigastuste ja patoloogiliste seisundite eest, parandades seeläbi inimeste mälu ja kognitiivseid võimeid.

Seetõttu on piisava SMN-valgu taseme säilitamine kasulik neuronite normaalse kasvu ja arengu säilitamiseks ning õppimis- ja mäluvõime paranemise soodustamiseks. Kuigi SMN-valgust on mõnede neuroloogiliste haiguste, näiteks seljaaju lihaste atroofia puhul puudu, saame tervisliku eluviisi ja sobiva treeningu abil oma SMN-valgu taset tõsta.

Seetõttu peaksime aktiivselt pöörama tähelepanu oma SMN-valgu tasemele, võtma asjakohaseid meetmeid, et parandada oma mälu ja kognitiivseid võimeid, säilitada terve närvisüsteem ja nautida paremat elu. On näha, et me peame parandama mälu ja Cistanche deserticola võib oluliselt parandada mälu, sest Cistanche deserticola omab antioksüdantset, põletikuvastast ja vananemisvastast toimet, mis võib aidata vähendada oksüdatsiooni ja põletikulisi reaktsioone ajus, kaitstes seeläbi närvisüsteemi tervis. Lisaks võib Cistanche deserticola soodustada ka närvirakkude kasvu ja paranemist, parandades seega närvivõrkude ühenduvust ja funktsiooni. Need mõjud võivad aidata parandada mälu, õppimist ja mõtlemiskiirust ning võivad samuti ära hoida kognitiivse düsfunktsiooni ja neurodegeneratiivsete haiguste teket.

Klõpsake käsul Tea lühiajalist mälu, kuidas parandada

Mis puudutab aga SMN-põhiste ravide ajalisi nõudeid, siis paljud SMA-ga patsiendid, kes ei saa neid ravimeetodeid ideaalse aja jooksul saada, ei taastu täielikult ja sümptomid püsivad või progresseeruvad vaatamata ravile, eriti kui ravi algab hilisemas sümptomaatilises staadiumis. Kuid isegi siis, kui ravi algab sümptomaatilistes etappides, ei reageeri kõik SMA-ga patsiendid võrdselt ja sümptomid ei edene.

Sellistel juhtudel võivad mitte-SMN-i lähenemisviisid toetada SMN-põhiseid ravistrateegiaid. Paljud neist senon-SMN-idest lähenevad neuromuskulaarsete otsplaatide sihtlihastele, aksonitele ja presünaptilistele terminalidele.

Neuromuskulaarne otsaplaat

Neuromuskulaarsed otsaplaadid on SMA-s tõsiselt kahjustatud. Mitte ainult atsetüülkoliini vabanemise vähenemine [157, 260, 292], vaid ka motoneuroni ja lihase vahelised signaalimehhanismid aitavad kaasa degeneratiivsele protsessile, mis lõpuks põhjustab lihaste atroofiat.

Selliste signaalidefektide vastu võitlemine sõltub (1) neuromuskulaarsete otsplaatide õigest esialgsest arengust, sealhulgas vesiikulite kontrollitud vabanemise presünaptilistest struktuuridest, ja (2) homöostaatilistest mehhanismidest, mis säilitavad motoneuronites aksoneid ja presünaptilisi terminale.

Defektse presünaptilise kambri iseloomustamiseks on kasutatud Smn-puudulike hiiremudelite primaarseid kultiveeritud motoneuroneid. Lisaks aksonite pikenemise muutustele, defektsele F-aktiini kokkupanekule ja Cav2.2 vähenenud klastriformatsioonidele ilmnes pingest sõltuv kaltsiumikanal, mis ekspresseerub peamiselt embrüonaalsetes motoneuronites, mis viis kaltsiumi spontaansete transientide vähenemiseni [139, 211].

SMA hiiremudelites on in vivo täheldatud ka neuromuskulaarses otsaplaadis domineeriva Cav2.1 häiritud klastri moodustumise tõttu reguleeritud kaltsiumi sissevoolu [291, 292].

Rakkude diferentseerumiseks ja/või neurotransmissiooniks vajaliku presünaptilise kaltsiumi taseme säilitamiseks Smn-puudulikes motoneuronites võib kandidaatidena kasutada molekule, mis pikendavad Cav2.2 ja Cav2.1 sulgumiskineetikat.

R-roskovitiin, kaltsiumikanalit moduleerivate omadustega Cdk5 inhibiitor, näib olevat selleks otstarbeks hea kandidaat [193, 324]. Äge R-roskovitiini kasutamine kutsub esile spontaanseid Ca2+-siirdeid in vitro ja suurendab kvantitatiivset sisaldust ex vivo. See parandab motoneuronite ellujäämist ja pikendab tõsiselt kahjustatud hiiremudeli eluiga pärast süsteemset ravi [291].

R-roskovitiiniga töödeldud SMAhiirte histopatoloogiline analüüs näitas, et selle aine kasutamine toetab seljaaju sünapse ja takistab neuromuskulaarsete otsaplaatide degeneratsiooni [291].

Kultiveeritud Smn-puudulike motoneuronite puhul päästis R-Roscovitine'i kasutamine ka muutunud aksoni pikenemise. Seda efekti täheldati ka teise kaltsiumikanali avaja GV-58 kasutamisel [291]. GV-58 on Cav2.1/2 suhtes tugevam ja sellel on füsioloogilistel ATP tasemetel väiksem Cdk5 inhibeeriv toime [289]. Seda on juba testitud SMA hiiremudelites, kus see näitas märkimisväärset kasu neuromuskulaarse ülekande ja lihasjõu osas [222].

Siiski tuleb mõlemat ravimit manustada ka NMJ arengu kriitilisel perioodil [308]. Seega võib intratsellulaarse Ca2+ homöostaasi taastamine välise stiimuli abil olla SMA ravivõimalus koos praeguste ASO-teraapiate, väikeste molekulide või adenoviiruse SMN1-geeniülekandega. Sellist teraapiat tuleb rakendada ka kriitilise ja varajase aja jooksul.

Suuremat taastumisefekti ei saavutata, kui ravi alustatakse viivitusega ja pärast sümptomite tekkimist. Pingepõhiseid kaaliumikanaleid blokeerivate omadustega ained, nagu 3, 4-aminopüridiin (3,4-DAP) ja 4- aminopüridiini (4-AP) on arutatud ka presünaptilise kaltsiumi sissevoolu suurendamise kandidaatidena. Anatoomilisel tasandil suurendavad need propriotseptiivsete sünapside arvu, mis ulatuvad seljaaju motoneuroni rakukehadesse, samuti NMJ-de arvu Smn-puudulike hiiremudelite korral.

4-AP-ravi aga motoneuronite ellujäämist ei mõjuta[273]. Mõlema aine kliinilised uuringud on käimas (3,4-DAP, NCT03781479, NCT03819660 ja 4-AP,NCT01645787). Lisaks nendele kahele molekulile, mis moduleerivad presünaptilise pingest sõltuva Ca{{9 }} kanalite puhul on SMA-s testitud atsetüülkoliinesteraasi inhibiitori püridostigmiini toimet.

On teatatud, et see ravim suurendab vormisolekut/sihikindlust kahel neljast SMA 2. ja 3. tüüpi patsiendist [310] (Clinicaltrials.gov: NCT02941328). Viimase kolme kliinilise uuringu tulemused on veel pooleli.

Geneetilised modifikaatorid Plastin 3 ja NCALD toimivad motoneuronites samuti Ca2+-sõltuval viisil. NCALD on neuronaalne kaltsiumiandur ja toimib endotsütoosi negatiivse regulaatorina. NCALD knockdown parandab SMA-patsientide fibroblastide sentsütoosi, samuti SMA hiirte aksoneelpikenemist ja neuromuskulaarset morfoloogiat ja funktsiooni [246, 293].

Siiski tuleb NCALD-teadmiste terapeutilist potentsiaali täiendavalt uurida, eriti seoses toksilisuse ja kõrvalmõjudega. See näib olevat oluline, kuna MAP3K10 interakteerub NCALD-ga c-Jun N-terminaalsete kinaaside (JNK-de) aktivaatorina. JNK aktiivsus on NCALD-/- hiirtel märkimisväärselt ülesreguleeritud, mõjutades tõenäoliselt rakkude diferentseerumist, kuna NCALD-puudulike hipokampuse neuronite morfoloogia on oluliselt muutunud [298].

Plastin 3 (PLS3), [224, 282] ja teised Plastini perekonna liikmed on evolutsiooniliselt konserveerunud ja toimivad teaktiini tsütoskeleti modulaatoritena. Nad mängivad olulist rolli rakkude migratsioonis, adhesioonis ning ekso- ja endotsütoosis [321].

Smn-puuduliku sebrakala mudeli korral on Pls3 valgu tase vähenenud. Siiski ei mõjuta Pls3 mRNA splaissimine. Pls3 erapoolne taastamine nendel loomadel kompenseerib presünaptilisi defekte, sõltumata SMN-i ekspressioonist[113].

Pls3 ortolooge peetakse seega ka Caenorhabditis elegansi, Drosophila ja hiiremudelite Smnmodifier-geenideks [5, 65]. PLS3 näib olevat huvitav kandidaat edasiseks terapeutiliseks arendamiseks, kuna seda reguleerivad Ca2+-ioonid motoneuronite presünaptilistes otstes ja see mõjutab aktiini kimpu.

Need andmed ja Smn-puudulike motoneuronite Ca{{0}-düsregulatsioonide sissekasvamise koonuste vaatlus rakukultuuris [139] ja in vivo neuromuskulaarsetes otsplaatides [260,291,292] toetavad hüpoteesi, et Ca2+-sõltuv F-aktiin sidumine võib olla SMA raviarenduse spetsiifiline sihtmärk, eriti neuromuskulaarse otsaplaadi varases / sünnieelses arenguetapis.

Neuroprotektsioon

Motoneuronite rakkude diferentseerumine sõltub neurotroofsete tegurite olemasolust ja õigest reageerimisest. On laialdaselt tunnustatud, et neurotroofsete faktorite signaalimine aitab kaasa motoneuronite ellujäämisele [11, 116, 129, 234, 235, 265, 268].

Ajust pärineva neurotroofse faktori (BDNF), tsiliaarse neurotroofse faktori (CNTF) ja/või gliiast pärineva neurotroofse faktori (GDNF) rakendamine tibu, inimese, roti ja Xenopuse isoleeritud primaarsetele motoneuronitele soodustab nende ellujäämist [116, 172, 266, 267 ], reguleerib kolinergilist diferentseerumist ja saatja tootmist [148, 322] ning suurendab atsetüülkoliini vabanemist kvantpakettides [175].

BDNF, mis on neurotrofiinide perekonna liige, toimib retseptortürosiinkinaaside tropomüosiiniga seotud kinaasi (TrkB) perekonna kaudu [152–154, 200, 281]. BDNF/TrkB signaalimine juhib sünapsispetsiifilisel laminiinil kasvatatud hiire motoneuronites kohalikke kaltsiumi siirdeid -221 [67].

TrkB allavoolu signaalikaskaadide aktiveerimine omakorda soodustab -aktiini stabiliseerumist LIM kinaasi raja kaudu ja Profliini fosforüülimist Tyr129 juures [67]. BDNF/TrkB signaalimise spetsiifiline mõju presünaptiliste Ca2+ kanalite klastri moodustumisele näitab, et molekulid, mis seda signaaliülekannet positiivselt modifitseerivad, võivad sellele patoloogilisele aspektile kasulikult mõjuda ja parandada neurotransmissiooni SMA-s.

Neurotroofsed tegurid ja väikesed molekulid, mis aktiveerivad spetsiifilisi radu, võivad toimida ka SMA motoneuronpatoloogia muudes aspektides. Smn-defitsiit viib Akt signaaliraja allareguleerimiseni [295]. On kirjeldatud, et Loganin, neuroprotektiivne iridoidglükosiid, reguleerib üles BDNF-i ja Akt-signaali, mille tulemuseks on halvenenud motoorne funktsioon ja veidi paranenud SMNA7 hiirte eluiga [295].

IGF-1, troofiline tegur, mis mõjutab nii lihaste, motoneuronite arengut kui ka ellujäämist, on raskete SMA hiiremudelite puhul vähenenud [215]. RhIGFBP-3-ga rekombinantse hIGF-1 kompleksi IPLEX süsteemne manustamine neutraliseerib motoneuronite degeneratsiooni ja motoorse funktsiooni kaotust SMNΔ7 hiirtel, avaldades vähest mõju ellujäämisele [215].

IGF-1 üleekspressioon süsteemse AAV1-vahendatud üleekspressiooni kaudu põhjustab SMNΔ7 hiirte eluea mõningast ülesreguleerimist ja motoorse koordinatsiooni paranemist [294]. IGF-1 lihaspetsiifiline üleekspressioon müosiini kerge ahela promootori SMNA7 hiirte kaudu avaldas positiivset mõju müofiberi suurusele. See suurendab ka loomade ellujäämist, kuid ei näidanud olulist kasulikku mõju motoorsele funktsioonile [26].

Sellest hoolimata peetakse IGF{0}} endiselt SMN-ist sõltumatuks täiendavaks ravimeetodiks. Samuti on testitud olesoksiimi (OLEOS, NCT02628743), väikest suukaudselt aktiivset kolesteroolitaolist molekuli, mis on suunatud mitokondriaalse läbilaskvuse kompleksi komponentidele, vältides seeläbi apoptootilist surma rada. Siiski ei näidanud see ravimikandidaat kliinilistes uuringutes veenvat mõju.

Prekliinilisel tasemel säilitab olesoksiim mitokondriaalse homöostaasi ja seega motoneuroni terviklikkuse ning vähendab lihaste denervatsiooni, astroglioosi ja mikrogliia aktivatsiooni [25, 285]. OLEOS-i kliinilised uuringud 2.–3. tüüpi SMA patsientidega ei näidanud aga olulist kasulikku tulemust.

For more information:1950477648nn@gmail.com