Vývoj terapie pro spinální svalovou atrofii: Perspektivy pro svalové dystrofie a neurodegenerativní poruchy, část 7

Non-SMN přístupy

Zlepšená syntéza funkčního proteinu SMN prostřednictvím ASO, malých molekul nebo vektorů AAV9 jsou aktuální možnosti léčby pacientů se SMA.

SMN protein je důležitý neuronální protein, který hraje velmi důležitou roli v růstu a vývoji neuronů. Výzkumy ukazují, že protein SMN úzce souvisí s lidskou pamětí.

Protein SMN hraje důležitou roli při tvorbě a uchovávání dlouhodobé paměti tím, že se účastní neuronálních endokrinních přenosových a synaptických přenosových procesů. Některé studie také ukázaly, že protein SMN úzce souvisí s kognitivními funkcemi, jako je prostorová paměť, kognitivní citlivost a schopnost učení.

Kromě toho může SMN protein také podporovat proliferaci a regeneraci neuronů a chránit neurony před různými zraněními a patologickými stavy, čímž zlepšuje paměť a kognitivní schopnosti lidí.

Udržování dostatečných hladin proteinu SMN je proto prospěšné pro udržení normálního růstu a vývoje neuronů a podporuje zlepšení schopností učení a paměti. Přestože je protein SMN u některých neurologických onemocnění, jako je spinální svalová atrofie, nedostatek, můžeme hladinu proteinu SMN zvýšit zdravým životním stylem a vhodným cvičením.

Proto bychom měli aktivně věnovat pozornost hladinám našeho proteinu SMN, přijímat příslušná opatření ke zlepšení naší paměti a kognitivních schopností, udržovat zdravý nervový systém a užívat si lepší život. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola má antioxidační, protizánětlivé a anti-aging účinky, které mohou pomoci snížit oxidační a zánětlivé reakce v mozku, a tím chránit zdraví nervového systému. Kromě toho může Cistanche deserticola také podporovat růst a opravu nervových buněk, čímž zlepšuje konektivitu a funkci neuronových sítí. Tyto účinky mohou pomoci zlepšit paměť, rychlost učení a myšlení a mohou také zabránit rozvoji kognitivní dysfunkce a neurodegenerativních onemocnění.

Klikněte na možnost Znát krátkodobou paměť, jak se zlepšit

Co se však týká časových požadavků na terapie založené na SMN, mnoho pacientů se SMA, kteří nemohou tyto terapie podstoupit v ideálním časovém okně, se plně nezotaví a symptomy zůstanou nebo budou progredovat navzdory terapii, zvláště když léčba začíná v pozdějším symptomatickém stádiu. Avšak i když léčba začíná v presymptomatických stádiích, ne všichni pacienti s SMA reagují stejně dobře a symptomy progredují.

V takových případech mohou přístupy jiné než SMN podporovat léčebné strategie založené na SMN. Mnoho z těchto non-SMN přístupů cílí na svaly, axony a presynaptická zakončení na neuromuskulárních koncových ploténkách.

Neuromuskulární koncová ploténka

Neuromuskulární koncové ploténky jsou u SMA vážně postiženy. Nejen snížené uvolňování acetylcholinu [157, 260, 292], ale také změněné signální mechanismy mezi motoneuronem a svalem přispívají k degenerativnímu procesu, který nakonec vede ke svalové atrofii.

Působení proti takovým poruchám signalizace závisí na (1) správném počátečním vývoji neuromuskulárních koncových plotének, včetně presynaptických struktur pro řízené uvolňování váčků, a (2) homeostatických mechanismech, které udržují axony a presynaptické zakončení v motoneuronech.

Primárně kultivované motoneurony z myších modelů s deficitem Smn byly použity pro charakterizaci defektního presynaptického kompartmentu. Kromě změn prodlužování axonů, defektního sestavení F-aktinu a snížených klastrových formací Cav2.2, napěťově řízeného kalciového kanálu převážně exprimovaného v embryonálních motoneuronech, se staly zjevnými, což vedlo ke snížení spontánních kalciových přechodů [139, 211].

Dysregulovaný přítok vápníku v důsledku narušené tvorby shluků Cav2.1, který převládá v nervosvalové koncové ploténce, byl také pozorován in vivo na myších modelech SMA [291, 292].

K udržení požadovaných hladin presynaptického vápníku pro buněčnou diferenciaci a/nebo neurotransmisi v motoneuronech s deficitem Smn by mohly být jako kandidáti použity molekuly, které prodlužují uzavírací kinetiku Cav2.2 a Cav2.1.

R-roskovitin, inhibitor Cdk5 s vlastnostmi modulujícími vápníkové kanály, se pro tento účel jeví jako dobrý kandidát [193, 324]. Akutní aplikace R-roskovitinu indukuje spontánní Ca2+-přechody in vitro a zvyšuje kvantový obsah ex vivo. Zlepšuje přežití motoneuronu a prodlužuje délku života těžce postiženého myšího modelu po systémové léčbě [291].

Histopatologická analýza myší SMA ošetřených R-roscovitinem odhalila, že aplikace této látky podporuje synapse v míše a působí proti degeneraci nervosvalových koncových plotének [291].

U kultivovaných motoneuronů s deficitem Smn zachránila aplikace R-Roscovitine také změněnou elongaci axonu. Tento účinek byl také pozorován při aplikaci GV-58, dalšího otvírače vápníkových kanálů [291]. GV-58 je účinnější na Cav2.1/2 a má menší inhibiční aktivitu pro Cdk5 na fyziologických hladinách ATP [289]. Byl již testován na myších modelech SMA, kde prokázal významné výhody z hlediska neuromuskulárního přenosu a svalové síly [222].

Oba léky je však také nutné podávat během kritického období rozvoje NMJ [308]. Obnovení intracelulární Ca2+ homeostázy vnějším stimulem tedy může být terapeutickou možností pro SMA, společně se současnými terapiemi ASO, malými molekulami nebo přenosem genu adenovirovým SMN1-. Takový druh terapie musí být také aplikován během kritického a časného časového okna.

Účinky většího zotavení se nedostaví, když léčba začne se zpožděním a po nástupu příznaků. Látky s vlastnostmi blokujícími napěťově řízené draslíkové kanály, jako je 3,4-aminopyridin (3,4-DAP) a 4- aminopyridin (4-AP) byly také diskutovány jako kandidáti na zvýšení presynaptického přítoku vápníku. Na anatomické úrovni zvyšují počet proprioceptivních synapsí promítajících se do těl motoneuronových buněk v míše, stejně jako počet NMJ u myších modelů s deficitem Smn.

4-Léčba AP však neovlivňuje přežití motoneuronu[273]. Probíhají klinické studie pro obě látky (3,4-DAP, NCT03781479, NCT03819660 a 4-AP,NCT01645787). Kromě těchto dvou molekul, které modulují kinetiku presynaptického napěťově řízeného Ca{{9 }} kanálů, u SMA byly testovány účinky pyridostigminu, inhibitoru acetylcholinesterázy.

Uvádí se, že tento lék zvyšuje zdatnost/vytrvalost u 2 ze 4 pacientů se SMA typu 2 a 3 [310] (Clinicaltrials.gov: NCT02941328). Výsledky posledních tří klinických studií stále čekají na vyřízení.

Genetické modifikátory Plastin 3 a NCALD také působí v motoneuronech způsobem závislým na Ca2+-. NCALD je neuronální kalciový senzor a funguje jako negativní regulátor endocytózy. Knockdown NCALD zlepšuje endocytózu ve fibroblastech pacientů se SMA, stejně jako axonelongaci a neuromuskulární morfologii a funkci u myší SMA [246, 293].

Je však třeba dále prozkoumat terapeutický potenciál znalostí NCALD, zejména pokud jde o toxicitu a vedlejší účinky. To se zdá důležité, protože MAP3K10 interaguje s NCALD jako aktivátor c-Jun N-terminálních kináz (JNK). Aktivita JNK je u NCALD−/− myší výrazně upregulována, což pravděpodobně ovlivňuje buněčnou diferenciaci, protože morfologie hipokampálních neuronů s deficitem NCALD je významně změněna [298].

Plastin 3 (PLS3),[224, 282] a další členové rodiny Plastinů jsou evolučně konzervované a působí jako modulátory cytoskeletu theaktinu. Hrají důležitou roli v buněčné migraci, adhezi a exo- a endocytóze [321].

V modelu zebrafish s deficitem Smn jsou hladiny proteinu Pls3 sníženy. Sestřih Pls3 mRNA však není ovlivněn. Částečná obnova Pls3 u těchto zvířat kompenzuje presynaptické defekty nezávisle na expresi SMN[113].

Pls3 orthology jsou tedy také považovány za Smnmodifier geny v Caenorhabditis elegans, Drosophila a myších modelech [5, 65]. PLS3 se jeví jako zajímavý kandidát pro další terapeutický vývoj, a to kvůli jeho regulaci Ca2+-ionty v presynaptických zakončeních motoneuronů a jeho vlivu na shlukování aktinu.

Tato data a pozorování Ca2+-dysregulací vrůstových kuželů Smn-deficientních motoneuronů v buněčné kultuře [139] a in vivo v neuromuskulárních endplates [260,291,292] podporují hypotézu, že Ca2+-dependentní F-aktin sdružování by mohlo být specifickým cílem pro rozvoj terapie u SMA, zejména během časných/prenatálních vývojových stádií nervosvalové koncové ploténky.

Neuroprotekce

Buněčná diferenciace motoneuronů závisí na přítomnosti a správné reakci na neurotrofické faktory. Bylo široce uznáváno, že signalizace neurotrofických faktorů přispívá k přežití motoneuronu [11,116, 129, 234, 235, 265, 268].

Aplikace neurotrofického faktoru odvozeného z mozku (BDNF), ciliárního neurotrofického faktoru (CNTF) a/nebo neurotrofického faktoru odvozeného od glií (GDNF) na izolované primární motoneurony z kuřat, lidí, potkanů ​​a Xenopus podporuje jejich přežití [116,172, 266, 267 ], upreguluje cholinergní diferenciaci a produkci přenašeče [148, 322] a vede ke zvýšenému uvolňování acetylcholinu v kvantových paketech [175].

BDNF, jako člen rodiny neurotrofinů, působí prostřednictvím rodiny receptortyrosinkináz kináz příbuzných tropomyosinu (TrkB) [152–154, 200, 281]. Signalizace BDNF/TrkB řídí lokální kalciové přechody v myších motoneuronech kultivovaných na synapse-specifickém lamininu-221 [67].

Aktivace signálních kaskád TrkB downstream zase podporuje stabilizaci -aktinu prostřednictvím kinázové dráhy LIM a fosforylaci Proflinu na Tyr129 [67]. Specifický účinek signalizace BDNF/TrkB na tvorbu shluků presynaptických Ca{3}} kanálů naznačuje, že molekuly, které pozitivně modifikují tuto signalizaci, by mohly příznivě působit na tento patologický aspekt a zlepšit neurotransmisi u SMA.

Neurotrofické faktory a malé molekuly, které aktivují specifické dráhy, by také mohly působit na jiné aspekty motoneuronpatologie u SMA. Deficit Smn vede k downregulaci signální dráhy Akt [295]. Bylo popsáno, že loganin, neuroprotektivní iridoidní glykosid, upreguluje signalizaci BDNF a Akt, což má za následek zlepšenou motorickou funkci a mírně zlepšenou délku života u myší SMNA7 [295].

IGF-1, trofický faktor, který působí jak na vývoj svalů, motoneuronů, tak i na přežití, je u těžkých myších modelů SMA snížen [215]. Systémové podávání IPLEX, rekombinantního hIGF-1 komplexu s rhIGFBP-3, působí proti degeneraci motoneuronu a ztrátě motorické funkce u SMNΔ7 myší s menšími účinky na přežití [215].

Nadměrná exprese IGF-1 prostřednictvím systémové nadměrné exprese zprostředkované AAV1- způsobuje mírné prodloužení délky života a zlepšenou motorickou koordinaci myší SMNA7 [294]. Svalově specifická nadměrná exprese IGF-1 prostřednictvím promotoru lehkého řetězce myosinu SMNA7 u myší měla pozitivní vliv na velikost svalových vláken. Také zvyšuje přežití zvířat, ale neodhalil žádný významný příznivý účinek na motorické funkce [26].

IGF-1 je však stále považován za doplňkový terapeutický přístup nezávislý na SMN. Podobně byl testován Olesoxim (OLEOS, NCT02628743), malá orálně aktivní molekula podobná cholesterolu, která se zaměřuje na složky mitochondriálního permeabilního komplexu, čímž zabraňuje apoptotickým cestám smrti. Tento kandidát na léčivo však v klinických studiích nevykazoval přesvědčivé účinky.

Na preklinické úrovni Olesoxim zachovává mitochondriální homeostázu a tím integritu motoneuronu a snižuje svalovou denervaci, astrogliózu a mikrogliální aktivaci [25, 285]. Klinické studie OLEOS s pacienty se SMA typu 2–3 však neprokázaly žádný významný přínos.

For more information:1950477648nn@gmail.com