Scienziati scoprono 'ago in un pagliaio' per i pazienti distrofia muscolare

Giugno 16, 2016 Admin Salute 0 1
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Scienziati MU Dongsheng Duan, PhD, e Yi Lai, PhD, hanno identificato una sequenza nel gene della distrofina che è essenziale per aiutare la funzione tessuti muscolari, una scoperta rivoluzionaria che potrebbe portare a trattamenti per la malattia ereditaria mortale. I ricercatori MU "trovato il proverbiale ago nel pagliaio", secondo Scott Harper, PhD, un esperto di distrofia muscolare presso la Ohio State University, che non è coinvolto nello studio.

Distrofia muscolare di Duchenne (DMD), che colpisce prevalentemente i maschi, è il tipo più comune di distrofia muscolare. I bambini con DMD devono affrontare un futuro di muscoli rapidamente indebolimento, che di solito porta a morte per insufficienza respiratoria o cardiaca prima del loro 30 ° compleanno.




I pazienti con DMD hanno una mutazione del gene che sconvolge la produzione di distrofina, una proteina essenziale per la sopravvivenza e la funzione delle cellule muscolari. Assenza di distrofina inizia una reazione a catena che alla fine porta a muscoli degenerazione e morte cellulare. Mentre distrofina è di vitale importanza per lo sviluppo muscolare, la proteina ha bisogno anche di diversi "aiutanti" per mantenere il tessuto muscolare. Uno di questi composti molecolari "helper" è nNOS, che produce ossido nitrico che può mantenere le cellule muscolari sane durante l'esercizio.

"Distrofina non solo aiuta a costruire cellule muscolari, è anche un fattore chiave per attrarre nNOS alla membrana delle cellule muscolari, il che è importante durante l'esercizio fisico", ha detto Lai. "Prima di questa scoperta, non sapevamo come distrofina fatto nNOS legano alla membrana cellulare. Quello che abbiamo trovato era che la distrofina ha una speciale 'artiglio' che viene utilizzato per afferrare nNOS e portarlo alla membrana delle cellule muscolari. Ora che abbiamo la chiave, speriamo di iniziare il processo di sviluppo di una terapia per i pazienti. "

Duan e Lai, scienziati con Dipartimento di Microbiologia e Immunologia Molecolare del MU, hanno scoperto che due sezioni particolari del gene della distrofina devono essere presenti per nNOS di legarsi alla membrana delle cellule muscolari. Le sezioni del gene, noto come "ripetitori 16 e 17" contengono una "artiglio" che può afferrare nNOS e portarlo alla membrana delle cellule muscolari in modo che impedirà danno ischemico da attività muscolare. Senza questo "claw" nNOS non legano alla membrana cellulare e le cellule muscolari sono danneggiati, causando ulteriori problemi associati con distrofia muscolare.

L'altra chiave di questo puzzle è distrofina. Se la proteina non è presente nel corpo, no "artiglio" esiste e nNOS avrebbe mai arrivare alla membrana cellulare muscolare. Per anni, gli scienziati hanno cercato di trovare il modo per rendere la produzione distrofina corpo, e quindi ottenere nNOS alla membrana delle cellule muscolari. Duan e Lai ha detto che la risposta potrebbe trovarsi altrove.

"Tutti, comprese le persone con distrofia muscolare, ha un altro proteina conosciuta come 'utrofina,'", ha detto Duan, Distinguished Professor Margaret Proctor Mulligan in ricerca medica a MU. "Utrophin è quasi identico a distrofina salvo che manca ripetitori 16 e 17, quindi non può attirare nNOS alla membrana delle cellule muscolari. Nel nostro studio, siamo stati in grado di modificare utrofina modo che aveva i ripetitori, e quindi, la capacità per afferrare nNOS e portarlo alla membrana delle cellule muscolari per proteggere il muscolo. Il nostro studio è stato completato nei topi, ma se siamo in grado di fare la stessa cosa in animali più grandi, abbiamo potuto finalmente avere una terapia per l'uomo con questa malattia devastante. "

Harper ha descritto la ricerca MU come "un esempio squisito di uno studio di base con potenzialmente importanti implicazioni traslazionali per la terapia della distrofia muscolare di Duchenne. ... I dati del laboratorio Duan, riportato in questo documento e studi precedenti, dimostra che gli elementi strutturali necessari per corretta localizzazione nNOS dovrebbe essere incluso in ogni terapia DMD per la quale il restauro distrofina è l'obiettivo. "

Per più di 10 anni, Duan è stato un leader nella distrofia muscolare, la terapia genica e la ricerca di biologia a MU. Oltre al suo studio recentemente pubblicato su PNAS, laboratorio di Duan continua a esaminare i meccanismi scientifici di base dietro la distrofia muscolare e le strategie per il trattamento della malattia. Ad esempio, il suo laboratorio sta studiando l'efficacia di una terapia genica per il trattamento di insufficienza cardiaca associata con Duchenne distrofia muscolare. Utilizzando i virus come un mezzo per la consegna di terapia genica, Duan sta testando come microgenes sintetici potrebbe migliorare la funzione muscolare in cani e modelli di mouse distrofiche. Nel 2011, lui e Lai sono stati concessi un brevetto per un microgene sintetica sviluppata nel suo laboratorio, che ha ormai dimostrato di migliorare la funzione muscolare in cani. Tali risultati sono stati pubblicati anche questo mese sulla rivista Molecular Therapy.

La ricerca in laboratorio di Duan è finanziato dal National Institutes of Health, Muscular Dystrophy Association, Viaggio di Jesse - La Fondazione per la terapia genica e cellulare, Parent Project Muscular Dystrophy, e l'Università del Missouri.

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