Razvoj terapije za spinalnu mišićnu atrofiju: perspektive za mišićne distrofije i neurodegenerativne poremećaje, dio 7

Ne-SMN pristupi

Poboljšana sinteza funkcionalnog SMN proteina putem ASO-a, malih molekula ili AAV9 vektora trenutne su opcije liječenja za pacijente sa SMA.

SMN protein je važan neuronski protein koji igra veoma važnu ulogu u rastu i razvoju neurona. Istraživanja pokazuju da je SMN protein usko povezan s ljudskim pamćenjem.

SMN protein igra važnu ulogu u formiranju i zadržavanju dugotrajne memorije učestvujući u neuronskom endokrinom prijenosu i sinaptičkom prijenosu. Neke studije su također pokazale da je SMN protein usko povezan s kognitivnim funkcijama kao što su prostorna memorija, kognitivna osjetljivost i sposobnost učenja.

Osim toga, SMN protein također može promovirati proliferaciju i regeneraciju neurona, te zaštititi neurone od raznih ozljeda i patoloških stanja, čime se poboljšava pamćenje i kognitivne sposobnosti ljudi.

Stoga je održavanje dovoljnih nivoa SMN proteina korisno za održavanje normalnog rasta i razvoja neurona i promovira poboljšanje sposobnosti učenja i pamćenja. Iako SMN proteina nedostaje kod nekih neuroloških bolesti kao što je spinalna mišićna atrofija, možemo povećati nivo SMN proteina zdravim načinom života i odgovarajućom tjelovježbom.

Stoga trebamo aktivno obratiti pažnju na nivoe SMN proteina, poduzeti relevantne mjere za poboljšanje pamćenja i kognitivnih sposobnosti, održati zdrav nervni sistem i uživati ​​u boljem životu. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje, jer Cistanche deserticola djeluje antioksidativno, protuupalno i protiv starenja, što može pomoći u smanjenju oksidacije i upalnih reakcija u mozgu, čime se štiti zdravlje nervnog sistema. Osim toga, Cistanche deserticola također može promovirati rast i popravak nervnih ćelija, čime se poboljšava povezanost i funkcija neuronskih mreža. Ovi efekti mogu pomoći u poboljšanju pamćenja, učenja i brzine razmišljanja, a također mogu spriječiti razvoj kognitivne disfunkcije i neurodegenerativnih bolesti.

Kliknite Znaj kratkoročno pamćenje kako poboljšati

Međutim, što se tiče vremenskih potreba za terapijama zasnovanim na SMN, mnogi pacijenti sa SMA koji ne mogu primiti ove terapije unutar idealnog vremenskog okvira neće se u potpunosti oporaviti i simptomi će ostati ili napredovati uprkos terapiji, posebno kada liječenje započne u kasnijoj simptomatskoj fazi. Međutim, čak i kada terapija započne u predsimptomatskim fazama, svi pacijenti sa SMA ne reaguju jednako dobro i simptomi napreduju.

U takvim slučajevima, ne-SMN pristupi mogu podržati strategije liječenja zasnovane na SMN. Mnogi od ovih ne-SMN pristupa ciljaju mišiće, aksone i presinaptičke terminale na neuromuskularnim završnim pločama.

Neuromuskularna završna ploča

Neuromuskularne završne ploče su ozbiljno zahvaćene kod SMA. Ne samo smanjeno oslobađanje acetilholina [157, 260, 292] već i izmijenjeni signalni mehanizmi između motoneurona i mišića doprinose degenerativnom procesu koji na kraju rezultira atrofijom mišića.

Suprotstavljanje takvim signalnim defektima zavisi od (1) pravilnog početnog razvoja neuromišićnih završnih ploča, uključujući presinaptičke strukture za kontrolisano oslobađanje vezikula, i (2) homeostatskih mehanizama koji održavaju aksone i presinaptičke terminale u motoneuronima.

Primarno kultivisani motoneuroni iz mišjih modela s nedostatkom Smn korišteni su za karakterizaciju defektnog presinaptičkog odjeljka. Osim promjena elongacije aksona, neispravan sklop F-aktina i smanjene formacije klastera Cav2.2, naponski regulirani kalcijumski kanal koji je pretežno eksprimiran u embrionalnim motoneuronima, postao je očigledan, što je dovelo do smanjenih spontanih kalcijumskih tranzijenta [139, 211].

Disregulisani priliv kalcijuma zbog poremećenih formacija klastera Cav2.1 koji dominira u neuromuskularnoj završnoj ploči je takođe uočen in vivo na mišjim modelima SMA [291, 292].

Za održavanje potrebnih nivoa presinaptičkog kalcijuma za ćelijsku diferencijaciju i/ili neurotransmisiju u motoneuronima sa nedostatkom Smn, molekuli koji produžavaju kinetiku zatvaranja Cav2.2 i Cav2.1 mogu se koristiti kao kandidati.

R-roskovitin, inhibitor Cdk5 sa svojstvima modulacije kalcijumskih kanala, čini se kao dobar kandidat za ovu svrhu [193, 324]. Akutna primjena R-Roscovitine inducira spontane Ca2+- tranzijente in vitro i povećava kvantni sadržaj ex vivo. Poboljšava preživljavanje motoneurona i produžava životni vijek teško pogođenog mišjeg modela nakon sistemskog liječenja [291].

Histopatološka analiza SMA miševa tretiranih R-roskovitinom otkrila je da primjena s ovom supstancom podržava sinapse u kičmenoj moždini i sprječava degeneraciju neuromišićnih završnih ploča [291].

U kultivisanim motoneuronima sa nedostatkom Smn, primena R-Roscovitine je takođe spasila izmenjenu elongaciju aksona. Ovaj efekat je također uočen primjenom GV-58, drugog otvarača kalcijumskih kanala [291]. GV-58 je snažniji na Cav2.1/2 i ima manje inhibitorne aktivnosti za Cdk5 na fiziološkim nivoima ATP [289]. Već je testiran na SMA mišjim modelima gdje je pokazao značajne prednosti u smislu neuromišićnog prijenosa i mišićne snage [222].

Međutim, oba lijeka također moraju biti primijenjena tokom kritičnog perioda razvoja NMJ [308]. Stoga, obnavljanje intracelularne Ca2+ homeostaze vanjskim stimulansom može biti terapijska opcija za SMA, zajedno sa trenutnim ASO terapijama, malim molekulima ili prijenosom adenovirusnih SMN1- gena. Takvu vrstu terapije treba primijeniti i tokom kritičnog i ranog vremenskog perioda.

Veliki efekti oporavka neće biti postignuti kada liječenje započne sa zakašnjenjem i nakon pojave simptoma. Supstance sa svojstvima blokiranja naponskih kalijevih kanala kao što su 3,4-aminopiridin (3,4-DAP) i 4- aminopiridin (4-AP) je također razmatran kao kandidat za povećanje presinaptičkog fluksa kalcijuma. Na anatomskom nivou, oni povećavaju broj proprioceptivnih sinapsi koje se projektuju na ćelijska tijela motoneurona u kičmenoj moždini, kao i broj NMJ u modelima miša s nedostatkom Smn.

Međutim,4-AP tretman ne utiče na preživljavanje motoneurona[273]. Klinička ispitivanja za obje supstance su u toku (3,4-DAP, NCT03781479, NCT03819660 i 4-AP,NCT01645787). Pored ova dva molekula koji moduliraju tekinetiku presinaptičkog naponsko vođenog Ca{{9 }} kanala, efekti piridostigmina, inhibitora acetilholinesteraze su testirani u SMA.

Prijavljeno je da ovaj lijek povećava kondiciju/upornost kod 2 od 4 pacijenta sa SMA tipa 2 i 3 [310] (Clinicaltrials.gov: NCT02941328). Rezultati posljednja tri klinička ispitivanja još uvijek se čekaju.

Genetski modifikatori Plastin 3 i NCALD također djeluju na Ca2+-zavisan način u motoneuronima. NCALD je neuronski senzor kalcija i djeluje kao negativni regulator endocitoze. NCALD nokdaun poboljšava sendocitozu u fibroblastima pacijenata sa SMA, kao i produženje aksona i neuromišićnu morfologiju i funkciju kod SMA miševa [246, 293].

Međutim, terapeutski potencijal znanja o NCALD-u treba dalje istražiti, posebno u pogledu toksičnosti i nuspojava. Ovo se čini važnim jer MAP3K10 stupa u interakciju sa NCALD-om kao aktivatorom c-Jun N-terminalnih kinaza (JNK). Aktivnost JNK je značajno povećana kod NCALD-/− miševa, što verovatno utiče na ćelijsku diferencijaciju, pošto je morfologija neurona hipokampusa sa nedostatkom NCALD značajno izmenjena [298].

Plastin 3 (PLS3), [224, 282] i drugi članovi porodice Plastin su evolucijski konzervirani i djeluju kao modulatori citoskeleta aktina. Oni igraju važnu ulogu u migraciji ćelija, adheziji i egzo- i endocitozi [321].

U modelu zebrice s nedostatkom Smn, nivoi proteina Pls3 su smanjeni. Međutim, na spajanje mRNA Pls3 ne utiče. Djelomično obnavljanje Pls3 kod ovih životinja kompenzira presinaptičke defekte, neovisno o ekspresiji SMN[113].

Pls3 ortolozi se stoga takođe smatraju genima Smnmodifikatora u modelima Caenorhabditis elegans, Drosophila i miša [5, 65]. PLS3 se pojavljuje kao interesantan kandidat za dalji terapijski razvoj, zbog svoje regulacije Ca2+-jonima u presinaptičkim terminalima motoneurona, i njegovog efekta na vezivanje aktina.

Ovi podaci i posmatranje disregulacije Ca{0}}urastanja konusa motoneurona sa nedostatkom Smn u ćelijskoj kulturi [139] i in vivo u neuromuskularnim završnim pločama [260,291, 292] podržavaju hipotezu da Ca2+-zavisan F-aktin spajanje bi moglo biti specifična meta za razvoj terapije kod SMA, posebno tokom ranih/prenatalnih faza razvoja neuromuskularne završne ploče.

Neuroprotection

Ćelijska diferencijacija motoneurona zavisi od prisustva i pravilnog odgovora na neurotrofne faktore. Opšte je poznato da signalizacija neurotrofičnih faktora doprinosi preživljavanju motoneurona [11,116, 129, 234, 235, 265, 268].

Primjena neurotrofičnog faktora iz mozga (BDNF), cilijarnog neurotrofičnog faktora (CNTF) i/ili neurotrofičnog faktora koji potiče od glija (GDNF) na izolovane primarne motoneurone iz pilića, čovjeka, pacova i Xenopusa promovira njihov opstanak [116,172, 266, 267 ], povećava kolinergičku diferencijaciju i proizvodnju transmitera [148, 322], i dovodi do povećanog oslobađanja acetilholina u kvantnim paketima [175].

BDNF, kao član porodice neurotrofina, djeluje kroz familiju receptortirozin kinaza srodnih kinaza tetropomiozin (TrkB) [152–154, 200, 281]. BDNF/TrkB signalizacija pokreće lokalne kalcijumske tranzijente u motoneuronima miša uzgajanim na lamininu specifičnom za sinapse-221 [67].

Aktivacija TrkB nizvodnih signalnih kaskada zauzvrat promoviše stabilizaciju -aktina putem LIM kinasepathwaya i fosforilaciju Proflina na Tyr129 [67]. Specifičan efekat BDNF/TrkB signalizacije na formiranje klastera presinaptičkih Ca2+ kanala ukazuje da molekuli koji pozitivno modificiraju ovu signalizaciju mogli bi blagotvorno djelovati na ovaj patološki aspekt i poboljšati neurotransmisiju u SMA.

Neurotrofni faktori i mali molekuli koji aktiviraju specifične puteve mogu također djelovati na druge aspekte motoneuronpatologije u SMA. Nedostatak Smn dovodi do regulacije Akt signalnog puta [295]. Loganin, neuroprotektivni iridoidni glikozid, opisan je da reguliše BDNF i Akt signalizaciju, što rezultira poboljšanom motoričkom funkcijom i blago poboljšanim životnim vijekom SMNΔ7 miševa [295].

IGF-1, trofički faktor koji djeluje i na mišiće, razvoj motoneurona i preživljavanje, smanjen je u teškim SMA modelima miševa [215]. Sistemska primjena IPLEX-a, rekombinantnog hIGF-1 kompleksa sa rhIGFBP-3, suprotstavlja degeneraciju motoneurona i gubitak motoričke funkcije kod SMNΔ7 miševa, sa manjim efektima na preživljavanje [215].

Prekomjerna ekspresija IGF-1 preko sistemske prekomjerne ekspresije posredovane AAV1- uzrokuje blagu regulaciju životnog vijeka i poboljšanu motoričku koordinaciju SMNΔ7 miševa [294]. Mišićno-specifična prekomjerna ekspresija IGF-1 kroz promorin lakog lanca miozina SMNΔ7 kod miševa imala je pozitivan učinak na veličinu miofibera. Također povećava preživljavanje životinja, ali nije otkrio značajan povoljan učinak na motoričku funkciju [26].

Ipak, IGF-1 se i dalje smatra dopunskim terapijskim pristupom nezavisnim od SMN. Isto tako, testiran je i olesoksim (OLEOS, NCT02628743), mala oralno aktivna molekula nalik holesterolu koja cilja na komponente kompleksa mitohondrijske permeabilnosti, čime se sprječavaju putevi apoptotičke smrti. Međutim, ovaj kandidat za lijek nije pokazao uvjerljive efekte u kliničkim ispitivanjima.

Na pretkliničkom nivou, olesoksim čuva mitohondrijalnu homeostazu, a time i integritet motoneurona i smanjuje mišićnu denervaciju, astrogliozu i mikroglijalnu aktivaciju [25, 285]. Međutim, klinička ispitivanja OLEOS-a sa pacijentima sa SMA tipa 2-3 nisu pokazala nikakav značajan pozitivan ishod.

For more information:1950477648nn@gmail.com