Достижения в изучении методов лечения мышечной дистрофии Дюшенна
| Вид материала | Документы |
- «Пепдиатрия», 101.82kb.
- Ель этого проспекта – помочь больным и их родственникам получить информацию о гидроцефалии, 260.23kb.
- Лекция 3 30. 09. 96. Тема: Мезенхимальные дистрофии (продолжение), 75.77kb.
- Но универсальных методов лечения, направленных на запуск компенсаторных механизмов,, 108.65kb.
- Патогенетические обоснования стратегии и тактики лечения миастении 14. 00. 16 патологическая, 781.52kb.
- Приказ №51-о от 11. 05. 2010 исполнители, 1077.82kb.
- Каждый базовый курс курортологического лечения включает: Первичный визит к врачу, уточнение, 180.96kb.
- Аутогенная тренировка, 527.73kb.
- Урок 6/33 Тема : Современные достижения и роль астрономии, 284.3kb.
- Всвязи с этим приобретает значение разработка физических методов лечения, обеспечивающих, 21.9kb.
Повышение мышечной массы и силы с помощью блокирования миостатина фоллистатином. Фоллистатин-344 - гормоноподобный белок, состоящий из 344 аминокислот, который активируется отщеплением 29 аминокислот с карбоксильного конца с образованием фолистатина-315. Фоллистатин-315 с другими сходными белками, фоллистатин-связанный белок(FLRG) и сывороточный белок, связанный с фактором роста и дифференцировки-1 (GASP-1), принимают участие в регуляции активности миостатина, оказывая прямое блокирующее действие на миостатин, его рецептор, а также опосредованно, через ещё неизученные механизмы.
Асс. Brian Kaspar, сотрудник Национального детского медицинского центра в Государственном университете Огайо в Колумбусе, Огайо, и его коллеги ввели три гена человеческого фолистатина-344, FLRG и GASP-1 при помощи векторов ААВ-1 типа в отдельные мышцы, четырёхглавую мышцу бедра и переднюю большеберцовую мышцу нормальных мышей и мышей линии mdx. Для сравнения проводилось введение флуоресцентного белка, все остальные условия были прежними. Инъекция 100 миллиардов (1011) векторов ААВ1 4-х недельным нормальным мышам приводила через 725 дней (почти через 2 года) к повышению массы тела с увеличением мышечной массы не только в месте введения препарата, а также и в других местах, например, трёхглавых мышцах, что указывало на возможность действия препарата на другие мышцы даже при местном введении. Результаты функционального теста силы захвата указывали на повышение общей мышечной силы у животных.
Для оценки этого подхода, более значимого для лечения мальчиков, страдающих дистрофией Дюшенна на поздних стадиях, использовались методики, сходные с теми которые использовались для оценки мышей mdx, которые получали препарат в дозах 10 или 100 миллиардов вирусных частиц. Эти мыши, страдающие дистрофией, получали препарат в возрасте трех недель, с последующей оценкой через пять месяцев, или – и это было очень важно для дальнейшего использования метода для лечения более взрослых пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна – препарат вводился однократно животным в возрасте 210 дней (семь месяцев), когда у животных развивались чёткие симптомы заболевания, и, после этого оценка проводилась при достижении животными возраста 560 дней (около 1½ лет). Через 60 дней после введения отмечалось повышение мышечной массы, которое сохранялось до окончания исследования.
В этих исследованиях не было проблем, связанных с использованием вирусного материала или белковых препаратов, фоллистатина или комбинации данных терапевтических подходов. Полученным результатом было повышение размера мышечных волокон, снижение активности воспаления и фиброза по сравнению с контрольной группой мышей линии mdx.
Проф. Kaspar и его группа исследователей закончили свою публикацию словами: “Поразительная способность фоллистатина обеспечивать рост и стойкое улучшение функций мышц, поражённых при дистрофии, у взрослых животных необходимо принимать во внимание при разработке методов лечения заболеваний опорно-двигательной системы, в том числе и возрастных пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна”.
Блокирование ТФР-β. Трансформирующий фактор роста бета (ТФР-β) является белком, блокирующим миосаттелиоциты (миогенные стволовые клетеки) регенерирующей мышечной ткани. У мышей линии mdx и мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, встречаются повышенные количества ТФР-β, что приводит к развитию фиброза (рубцовой ткани), в связи с избыточным ростом соединительной ткани и её отложением между мышцами, взамен разрушенных мышечных волокон. В норме соединительная ткань связывает мышечные волокна, но при патологическом увеличении её количества отмечается ригидность мышц и образование контрактур. Соединительная ткань состоит преимущественно из белка коллагена, обладающего низкой эластичностью, который вырабатывается фибробластами. Таким образом, блокирование ТФР-β при помощи препаратов может снизить выраженность фиброза.
Проф. Andrew Hoey Университета Южного Квинсленда в Тувумба, Австралия, с сотрудниками оценивали пирфенидон, препарат, зарегистрированный для лечения лёгочного фиброза. Препарат вводился мышам линии mdx в возрасте восьми месяцев, и через семь месяцев лечения было показано снижение уровней ТФР-β и восстановление функции сердца почти до нормального уровня, но выраженность фиброза у этих животных линии mdx не снижалась. Запланирована оценка эффективности препарата у животных более молодого возраста.
Лозартан и ТФР-β. Группа исследователей, Др. Ronald Cohn и его сотрудники из Медицинского института Университета Джона Хопкинса, Балтимор, попытались изменить течение заболевания, блокируя ТФР-β и механизмы развития фиброза с его участием. Они начали работу с мышами линии mdx более старшего возраста с более распространёнными формами дистрофии, чем у молодых животных. Введение кардиотоксина змеиного яда в изолированные мышцы, не поражённые дистрофией, вызывало их повреждение; для регенерации требовалось от двух до трёх недель. У мышей линии mdx регенерация была существенно нарушена. Лечение мышей линии mdx с использованием антител к ТФР-β снижает время регенерации.
Поскольку эти антитела недоступны в продаже, ученые начали исследование с использованием Лозартана, зарегистрированного антигипертензивного препарата, обладающего сходным действием в связи с блокадой рецепторов ангиотензина II, который играет роль в снижении активности механизмов, запускаемых ТФР-β. Исследователями было показано, что лечение трёхмесячных мышей, с использованием Лозартана в течение более одного года, приводило к снижению выраженности многих симптомов дистрофии, например фиброза мышц и развития общей слабости в тестах, оценивающих мышечную силу. Лечение не приводило к выздоровлению мышей, а только снижало выраженность слабости. Таким образом, назначение Лозартана пациентам, страдающим мышечной дистрофией Дюшенна, может сопровождаться эффектами, сходными с теми, что отмечались у мышей, и может использоваться и терапевтический подход, наряду с другими методами лечения, которые снижают выраженность симптомов без влияния на генетические причины, приводящие к развитию заболевания.
Др. Cohn и его команда исследователей в настоящее время занимаются подготовкой двойного слепого клинического исследования Лозартана. В исследовании примут участие около 100 мальчиков в возрасте от 5 до 15 лет, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, которые могут самостоятельно передвигаться. Половина участников будет получать лечение Лозартаном в течение одного года. Другая половина будет получать плацебо в течение шести месяцев, после чего, в течение последующих шести месяцев они также будут получать лечение Лозартаном. Все мальчики в обеих группах должны продолжать принимать стероиды, если они принимали их регулярно до начала исследования. В качестве первичной конечной точки, на основании которой оценивалась эффективность лечения, было выбрано время, которое требуется для прохождения дистанции в 30 футов (около 10 метров). Изменения качества жизни и дыхательной функции использовались как вторичные конечные точки.
Исследователи надеялись начать исследование в 2008 году. Получение результатов запланировано через два года после начала исследования. Если по результатам исследования будет показана терапевтическая эффективность препарата, он будет рекомендован для приёма. Однако, важно, что до того, как препарат будет рекомендован, родители не должны давать Лозартан своим больным сыновьям, но должны продолжать лечение, включая приём стероидных препаратов и дополнительные методы, которые обеспечат максимально длительную сохранность физического состояния пациентов.
Препараты, блокирующие воспаление. Деградация и гибель мышечных клеток при мышечной дистрофии приводит к инфильтрации мышечной ткани клетками воспаления для очистки от клеточного детрита. Стероиды могут снижать активность воспалительных процессов, в связи с этим преднизон, его активная форма преднизолон, и сходный с ним дефлазакорт, могут повышать мышечную массу и снижать выраженность иммунного ответа, однако, их приём часто сопровождается развитием серьезных побочных эффектов. Проф. Melissa Spencer Калифорнийского университета Лос-Анджелеса изучала возможные пути замены стероидов другими препаратами, снижающими активность воспаления и иммунного ответа, без характерных побочных эффектов.
В исследованиях была показана роль отдельных клеток иммунной системы в прогрессировании заболевания. Они вырабатывают цитокины, молекулы, усиливающие воспаление и развитие фиброза у мышей линии mdx, и пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна. У здоровых лиц это нормальное течение заживления ран, процессы усиливают прочность ткани и ускоряют выздоровление. У мальчиков с мышечной дистрофией Дюшенна, процесс заживления ран не прекращается, и мышечная ткань непрерывно находится в состоянии заживающей раны. На основании этого предполагается, что подавление клеток иммунной системы и активных цитокинов может замедлить разрушение и фиброз мышц, вовлечённых в дистрофический процесс. Существует большое количество противовоспалительных препаратов, разрешённых к использованию FDA, которые могут быть эффективны для лечения мышечной дистрофии Дюшенна. Исследование препаратов для лечения мышечной дистрофии Дюшенна, разрешённых FDA для проведения клинических исследований, позволяет снизить затраты времени по сравнению с разработкой новых препаратов.
Четыре из них, используемые при других заболеваниях, оценивались Др. Spencer для лечения мышей линии mdx в лабораторных условиях: Галектин-1, Ремикад®, и Энбрел®, все препараты были предназначены для лечения ревматоидного артрита, и гликолипиды Anti-asialo GM1, антитела, которые используются для лечения болезни Паркинсона.
Остеопонтин является белком, выполняющим разнообразные функции в костной ткани, регуляцию иммунных процессов, поддержание жизнеспособности клеток, при воспалении и метастазах опухолей. У мышей линии mdx отмечается повышение вещества, как в крови, так и в мышечной ткани. Др. Spencer et al. оценивали остеопонтин, как возможную мишень для лечения мышечной дистрофии Дюшенна. Для мышей линии mdx без остеопонтина была характерна большая мышечная сила, более низкие активности КК, снижение активности фиброза. В настоящее время продолжаются работы по поиску препарата для подавления активности остеопонтина у мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, который может использоваться для лечения пациентов.
Идебенон. Отсутствие дистрофина не только снижает прочность клеточных мембран, но и оказывает отрицательное влияние на митохондрии миоцитов у пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна. Эти “энергетические станции”, универсальный источник энергии, аденозинтрифосфат (АТФ), клетки вырабатывают при помощи окислительного фосфорилирования. Синтетическое вещество, Идебенон, разработанный компанией Santhera Pharmaceuticals в Листале, близ Базеля, под руководством Др. Thomas Meier, директора по науке, является производным естественного фермента Q10. Идебенон не только является мощным антиоксидантом, но, что более важно, усиливает выработку энергии в клетке. Более того, молекула Идебенона была изменена химическим путём, что позволило ей поступать в клетки, включая миоциты.
Эффективность Идебенона была впервые показана в исследованиях с участием пациентов, страдающих атаксией Фридрейха. Было показано улучшение неврологических функций при назначении Идебенона пациентам, страдающим этим заболеванием. Кроме того, Идебенон снижал выраженность гипертрофической кардиомиопатии (увеличения сердца), которая является жизнеугрожающим осложнением этого нервно-мышечного заболевания.
Позднее, учёные университета Лёвена в Бельгии, под руководством проф. Gunnar Buyse в сотрудничестве с Santhera, начали изучение эффективности Идебенона при мышечной дистрофии Дюшенна. Во-первых, они использовали препарат для лечения мышей линии mdx с дефицитом дистрофина в течение 10 месяцев – лечение начиналось сразу после рождения и продолжалось до достижения взрослого возраста - животные получали Идебенон или плацебо в рамках двойного слепого исследования. В этом исследовании отмечалось значительное снижение выраженности дисфункции миокарда у этих мышей, страдающих дистрофией. В частности, летальность при экспериментальной нагрузке на миокард, снизилась с 58% до 19%. Кроме того, на фоне приёма Идебенона отмечалось значительное повышение времени бега в колесе (интегративный тест для оценки функции мышц) у мышей линии mdx. Ожидается публикация научного сообщения по результатам этого нового и обнадёживающего исследования.
Эти результаты побудили исследователей начать двойное слепое, плацебо-контролируемого клиническое исследование II Фазы с участием 21 мальчиков, страдавших мышечной дистрофией Дюшенна, в возрасте от 8 до 16 лет, которое проводилось в Университете Лёвена под руководством проф. Gunnar Buyse. Тринадцать мальчиков получали лечение в течение 12 месяцев, суточная доза препарата составила 450 мг, в таблетках по 150 мг, восемь пациентов получали плацебо. Основной целью этого исследования было определение влияния Идебенона на функцию миокарда, которое оценивалось на основании изменения пиковой систолической радиальной деформации нижнебоковой стенки левого желудочка, области сердца, которая наиболее рано и сильно поражается при мышечной дистрофии Дюшенна. У пациентов, которые получали Идебенон, отмечалось улучшение функций сердца по сравнению с плацебо. В качестве вторичных конечных точек использовались оценки дыхательной функции. У пациентов, получавших лечение Идебеноном в течение 52-х недельного периода исследования, отмечалось значительное увеличение пиковой скорости выдоха, в то время, как у пациентов, получавших плацебо, продолжалось ухудшение состояния. Эти доказательства улучшения функций сердечной и дыхательной системы на фоне приёма Идебенона приобретают особую значимость, поскольку эти нарушения являются серьёзными осложнениями у пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна. Результаты этого исследования будут представлены в ближайшее время на медицинской сессии ежегодного конгресса Американской Академии неврологии в 2008 году.
Следовательно, это первые данные, указывающие на эффективность Идебенона для лечения нарушений функций дыхательной и сердечной системы у пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна. Эти результаты являются базой для планирования других исследований клинического применения Идебенона. После получения таких положительных результатов, Santhera приняла решение продолжать изучение Идебенона, который за эффективность при лечении мышечной дистрофии Дюшенна получил статус орфанного препарата.
К сожалению, антиоксиданты, витамины E и C, не показали своей эффективности. Однако они могли повышать уровень двух ферментов, супероксиддисмутазы и каталазы. Фактически, в лабораторных исследованиях было показано, что введение этих ферментов в изолированные сердца мышей линии mdx, блокирует оксидативный стресс, нейтрализуя избыток свободных радикалов.
Поэтому, проф. Joe McCord Университета Колорадо, вместе с компанией Life Vantage Corp. Денвер, разработали природный препарат Протандим® для снижения выраженности оксидативного стресса, через повышение активности этих двух атиоксидантных ферментов. Протандин содержит экстракты пяти видов растений: Bacopa monnieri <Бакопа монье>, Silibum marianum <Расторопша пятнистая> или марьин чертополох, Withania somnifera<Ашваганда>, Curcuma longa <Куркума длинная> которая используется для приготовления пряности - куркумы, и Camellia sinensis или зелёного чая.
В клиническом исследовании, выполненном в 2006, принимали участие 29 пациентов, в возрасте 20-78 лет, которые получали препарат в течение 120 дней. После окончания исследования было получено два наиболее важных результата, что активность супероксиддисмутазы повышалась в среднем на 30%, а активность каталазы - на 54%, и значительное угнетение перекисного окисления липидов.
Недавно было показано действие Протандима через индукцию элементов антиоксидантного ответа (ARE), генетического механизма, который не только контролирует выработку супероксиддисмутазы и каталазы в организме, но и увеличивает почти вдвое, в сравнении с другими важными ферментами-антиоксидантов. Более того, пять растительных лекарственных веществ, входящих в состав Протандима, действуют совместно, обеспечивая большую эффективность, по сравнению с использованием по отдельности.
Протандим для коррекции оксидативного стресса: источником энергии в клетках служит аденозинтрифосфат, АТФ, вещество, в том числе, необходимое для мышечного сокращения. АТФ синтезируется многочисленными митохондриями, расположенными внутри клеток. Их размеры сходны с размером бактерий, они используют кислород для синтеза богатого энергией вещества АТФ, в реакциях оксидативного фосфорилирования. Но около 1-2% потребляемого кислорода превращается в чрезвычайно активные супероксидные свободные радикалы. Нормальные клетки защищаются от этих токсических продуктов с помощью двух ферментов: суперооксиддисмутазы, СОД, которая превращает свободные радикалы в перекись водорода, и каталазы, которая превращает перекись водорода в воду и кислород.
В мышечных клетках, лишённых дистрофина, вырабатывается большее количество супероксидных радикалов, они вызывают оксидативный стресс, что способствует дегенерации мышечных волокон, поскольку эти два фермента не способны блокировать избыток радикалов достаточно быстро, чтобы они не успели запустить процессы хронического воспаления, фиброза, перекисного окисления липидов, вызвать замедление регенерации мышечной ткани, что может быть симптомами мышечной дистрофии Дюшенна, начиная с трёхлетнего возраста.
При лечении мышечной дистрофии Дюшенна требуется купировать эти процессы в этом возрасте и даже раньше.
Блокирование NFκB. В Университете Стилл в Кирсквилле, Миссури, проф. George Carlson и его сотрудники разработали метод оценки кальциевого тока в изолированных волокнах, сильно поражённых дистрофическим процессом, взятых из поперечной мышцы груди (TS) мышей линии mdx, для того, чтобы установить, влияет ли повышенный кальциевый ток на симптомы дистрофии. Однако полученные ими результаты указывают, что кальциевый ток в этих повреждённых волокнах был не выше, чем в нормальных волокнах, находящихся в таких же условиях. Исследователями были получены данные о том, что пассивное растяжение активирует NFκB (произносится NFkappaB) сигнальный путь в мышцах, команда под руководством Др. Carlson попыталась изучить связь этой активации с повреждением TS мышцы при дистрофии.
Белок NFκB встречается в цитоплазме всех клеток, но в большинстве из них он инактивирован другим белком, ингибитором κB (IκB). Воспалительные процессы, направленные на борьбу с инфекцией и дегенерацией клеток, активируют патологический путь FκB, и это приводит к повышению регуляции сигнальных каскадов (цепи реакции) многих генов, которые кодируют белки - факторы воспаления. Эти факторы блокируют воспаление, когда необходимость в нём исчезает.
Однако, если понижающая регуляция этих факторов блокируются вследствие генетической мутации или в состоянии стресса, воспаление продолжается, что может приводить к развитию хронических заболеваний, таких как атеросклероз, фиброз лёгких, бронхиальная астма, ревматический артрит, и, возможно, мышечная дистрофия Дюшенна.
Существует большое количество препаратов, которые могут блокировать активацию NFκB в начале сигнального каскада. Одним из этих препаратов является пирролидин дитиокарбамат. Др. Carlson с сотрудниками оценивали действие препарата на изолированных волокнах TS мышц мышей линии mdx и выявили, что их диаметр повышался, а их функция значительно улучшалась. Есть и другие препараты, которые блокируют NFκB, что уже показало эффективность в лечении других заболеваний. Одним из них является сульфасалазин. Этот препарат, наряду с другими, оценивается в доклинических исследованиях для получения информации, которая будет использована при проведении клинических исследований препаратов.
Блокирование ФНО -α. Поскольку мембраны миоцитов у мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, не стабилизируются дистрофин-протеиновым комплексом, они легко повреждаются механически при мышечном сокращении. Фактор некроза опухоли α (α-ФНО) является белком, усиливающим повреждение мышц при дистрофии, стимулируя воспаление, которое приводит к некрозу (разрушению) мышечных волокон даже без повреждения мышечной ткани. Таким образом, ожидается, что блокирование α-ФНО снизит выраженность дегенерации на фоне отсутствия дистрофина.
Проф. Miranda Grounds и её сотрудники из Университета Западной Австралии, Перте, использовали антитела, cV1q, блокирующие α-ФНО в длительном исследовании на мышах линии mdx. У мышей линии mdx более старшего возраста доля некротизированных мышечных волокон составляла около 5%, и эта доля не должна была снижаться при помощи лечения антител, связывающих α-ФНО. Исследователи предоставили мышам свободную возможность бегать в колесе, что привело к удвоению некротических мышечных волокон. Продолжительное лечение антителами в течение до трёх месяцев, во время свободного доступа мышей к колесу, предотвращало развитие повреждений, вызванных физической нагрузкой. Следовательно, блокада α-ФНО снижает выраженность повреждения мышц, а также активность КК, повышение которой выявляется у мышей линии mdx при физической нагрузке. Кроме того, мыши, получавшие лечение cV1q, имевшие возможность самостоятельно регулировать объём физической нагрузки, могли бегать значительно дольше, чем животные, не получавшие лечение, что указывало на их лучшее самочувствие и улучшение функции мышц. Необходимо проведение клинических исследований подобных антител и других препаратов, блокирующих α-ФНО.
Повышающая регуляция ИФР-1. Инсулиноподобный фактор роста (ИФР-1) - это белок, состоящий из 70 аминокислот, которые выстроены в одну цепочку с тремя стабилизирующими мостиками, и имеющим, таким образом, форму, сходную с инсулином. Он существует в большом количестве форм, незначительно отличающихся по структуре. Одна из них, называемая также изоформой, ИФР-1A, положительно влияет на мышечную ткань, поскольку стимулирует рост и повышает мышечную силу, что представляет интерес для использования препарата при лечении детей, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна.
Команда исследователей проф. Elisabeth Barton из Университета Пенсильвании проводили исследование на генномодифицированных мышах линии mdx, в мышцах которых в течение всей жизни вырабатывались повышенные количества ИФР-1. Эти мыши mdx-ИФР-плюс характеризовались более активным ростом мышц, которые выглядели как здоровые, и меньшей скоростью развития фиброза по сравнению с “нормальными” мышами линии mdx.
Но, поскольку этот фактор роста оказывает влияние на различные процессы за пределами миоцитов, при использовании препарата в высоких дозах, необходимых для оптимального действия на мышечную ткань, не исключается развитие потенциально серьёзных побочных эффектов. Поэтому, ИФР-1 объединяется с одним из связывающих белков (ИФРBP3) с образованием комплекса IPLEX™, который зарегистрирован, как препарат, стабилизирующий ИФР-1 в крови, и высвобождение вещества происходит только, когда в нём возникает необходимость. Первое клиническое исследование IPLEX было выполнено в Университете Рочестера с участием 15 взрослых пациентов, страдающих миотонической дистрофией. Использование этой стратегии может рассматриваться как эффективный способ доставки ИФР-1 в мышцы, без развития побочных эффектов в других тканях.
Другим способом достижения высоких концентраций ИФР-1 в мышечной ткани, является введение гена, кодирующего данный фактор с использованием векторов ААВ, что приводит к выработке ИФР-1. В лаборатории Др. Barton, в которой исследовался данный подход, были достигнуты успехи в повышении уровня наиболее активной изоформы ИФР-1A в 30 – 40 раз после внутримышечного введения этого вектора. Вновь синтезированный ИФР-1 находился в мышечной ткани, что вызывало гипертрофию (увеличение мышечных волокон), но позволяло избежать развития побочных эффектов, вызванных активацией других тканей. Требуется несколько лет для того, чтобы получить возможность использовать подобный подход с использованием вирусной терапии у мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна.
β-агонисты. β-агонисты являются гормоноподобными веществами, которые связываются со специфическими белками-рецепторами, находящимися на наружной поверхности клеточной мембраны, что запускает цепь биохимических реакций, β-адренергический сигнальный путь или каскад, который передаёт сигнал на биологические мишени, расположенные внутри клетки, что имеет значение для контроля синтеза и разрушения белка. Отдельные β-агонисты разрешены к использованию в качестве бронходилататоров, препаратов, расслабляющих мышцы дыхательных путей у пациентов, страдающих астмой, или используются в качестве анаболических средств, повышающих размер и силу мышц, которые иногда нелегально применяются атлетами (“допинг”).
В лаборатории проф. Gordon Lynch, Университет Мельбурна, β-агонист формотерол показал превосходные результаты, как препарат, способный замедлять снижение количества мышечной ткани у взрослых крыс, отмечена возможность использования препарата для лечения пожилых людей. Положительные результаты указывают, что такие препараты “для борьбы со старением” могут использоваться, как препарат для лечения мышечной дистрофии Дюшенна.
Небольшое клиническое исследование с участием пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна и дистрофией Беккера, фактически уже было выполнено. Участники исследования в течение 28 недель получали лечение альбутеролом (8 мг/ сут), другим β-агонистом, зарегистрированным для использования при лечении бронхиальной астмы. Эта низкая доза была выбрана по результатам другого однолетнего исследования с участием пациентов, страдающих FSH (лице-лопаточно-плечевой) дистрофией (другое мышечное заболевание), в котором было показано, что альбутерол, в дозе 16 и 32 мг/сут, приводил к недопустимым нарушениям со стороны сердца, например, развитию трепетаний. Сниженная доза препарата в исследовании с участием пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна и Беккера, не приводила к развитию побочных эффектов, но вызывала лишь небольшое увеличение мышечной силы, которой было недостаточно для эффективного лечения снижения объёма и силы мышц.
Для подготовки другого клинического исследования с более мощным β-агонистом, проф. Lynch с коллегами лечили мышей линии mdx очень низкими (клинически значимыми) дозами формотерола (25 мкг/кг). Эта низкая доза препарата увеличивала размер "быстрых" и "медленных" мышц мышей линии mdx и, что представляет важность, не приводила к более быстрому развитию усталости мышц. Влияние на размеры сердца также снижалось при приёме низких доз препарата.
Поскольку увеличение сердца не является необходимым эффектом лечения у пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, необходимо избегать действия этих препаратов на сердце, сохранив положительное действие на скелетные мышцы. Разделение этих двух эффектов является важным научным вопросом, над которым работает проф. Lynch, исследующий этот препарат. Другой побочный эффект - понижающая регуляция рецепторов β-агонистов мембран миоцитов, что снижает действие препарата на скелетные мышцы, и требует решения этого вопроса до начала клинических исследований длительного использования препарата для лечения мышечной дистрофии Дюшенна.
BBIC-ингибирующие протеазы. Разрушение мышечной ткани при мышечной дистрофии Дюшенна, происходит под действием нескольких различных протеаз (ферментов, разрушающих белки) среди которых фермент кальпаин и большой белковый комплекс, который называется протеасома. При мышечной дистрофии Дюшенна, мембраны миоцитов становятся более проницаемыми, что позволяет ионам (изменённым атомам) кальция проникать в клетки и активировать кальпаин, а также протеасомы. Исследователи предприняли попытку предотвратить активацию кальпаина и других протеаз, и, таким образом, замедлить разрушение миоцитов.
Проф. Lee Sweeney и его сотрудники Университета Пенсильвании, Филадельфия, исследовали один их ингибиторов протеазы, концентрат ингибитора Боумана-Бирка, (BBIC), природного белка, состоящего из 71 аминокислот, выделенного из соевых бобов. Это водорастворимое вещество, которое можно принимать внутрь. Поскольку его молекула слишком велика, чтобы проникать в мышечные клетки, оно блокирует отдельные протеазы, такие, как пищеварительные ферменты, трипсин и химотрипсин, находящиеся за пределами клетки, и могут вызывать развитие воспаления при мышечной дистрофии Дюшенна. Длительный приём BBIC повышал силу и массу мышц у мышей линии mdx. Также отмечается снижение активности КК и выраженности фиброза. При использовании по другим показаниям, у пациентов, страдающих раком, BBIC показал себя, как наиболее безопасный.
В настоящее время продолжается подготовка клинического исследования I Фазы совместно с Др. Kenneth Fishbeck из Национального института здравоохранения (NIH), Вифезда, близ Вашингтона. Если результаты исследования будут сходны с полученными в исследованиях на мышах линии mdx, это будет указывать на способность препарата замедлять разрушение мышц. Соевые бобы содержат также другие протеазы, что требует выделения и очистки BBIC. Употребление бобов в пищу не оказывает эффекта.
GAMT и AGAT. Несмотря на то, что в мышцах мышей линии mdx нет дистрофина, у них не встречается клинических симптомов, сходных по тяжести с проявлениями мышечной дистрофии Дюшенна. Проф. Brian Tseng, работавший ранее в Университете Колорадо в Денвере, а в настоящее время в Гарвардской Массачусетской многопрофильной клинике в Бостоне, и его команда продолжают исследовать способы замедления прогрессирования мышечной дистрофии.
Исследователи использовали скрининговые методики для выявления “модифицирующих” генов, которые находятся в активизированном состоянии у мышей линии mdx и обладают сниженной активностью у мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна. Они выделили два таких гена, которые кодируют ферменты аргинин:глицин амидотрансфераза, AGAT, и гуанидиноацетатметилтрансферазу, GAMT. Оба фермента играют важную роль в синтезе креатина, который является биологическим источником энергии миоцитов скелетных мышц. В отличие от мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, у мышей линии mdx возможна положительная регуляция обоих ферментов, что приводит к синтезу собственного креатина в мышечных клетках. Было показано, что у мальчиков с мышечной дистрофией Дюшенна количество креатина составляет только 20% от количества вещества в нормальных мышцах. В противоположность этому, у мышей линии mdx концентрация креатина в мышцах составляет 80-90% от концентрации вещества в мышцах здоровой контрольной группы. Была создана линия мышей mdx с инактивацией гена, кодирующего GAMT. Эти мыши плохо передвигались, рано погибали, их мышцы выглядели более повреждёнными, также как и мышцы мальчиков с мышечной дистрофией Дюшенна.
В настоящее время, сотрудники лаборатории Др. Tseng работают над выведением мышей линии mdx, у которой блокирован другой фермент, AGAT, который также может быть сильно повреждён. Они исследовали, каким образом отсутствие белка дистрофина оказывает влияние на транспорт креатина из кровотока в миоциты, механизм, который может увеличить скорость прогрессирования мышечной дистрофии. Эти нарушения работы транспортных систем креатина невозможно эффективно лечить с использованием только увеличения содержания вещества в пище. Группа исследователей Др. Tseng также изучала два гена GAMT и AGAT у мальчиков и мужчин, страдающих атипичными мышечными дистрофиями, у которых не было дистрофина, но симптомы были сходны с мышечной дистрофией Беккера или сохранялась нормальная сила мышц.
Использование производительного скринингового метода, позволило выделить вещества, зарегистрированные препараты, или “пищевые добавки” (дополнения к рациону, обладающие физиологическим действием), которые могут вызывать повышающую регуляцию “модификатора” генов GAMT и AGAT у мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна. Они могут уменьшить тяжёлые симптомы, сделав их сходными с нарушениями у мышей линии mdx и выиграть время в условиях разработки “реального лечения”.
L-аргинин и nNOS <синтаза оксида азота>. Другим следствием отсутствия дистрофина является снижение количества одного из важных компонентов дистрофин-гликопротеидного комплекса, фермента - нейрональной синтазы оксида азота (nNOS). Этот фермент вырабатывает оксид азота (NO) из аминокислоты L-аргинина. Несмотря на то, что NO является газом, он действует как гормон, который, кроме прочего расширяет кровеносные сосуды, что является важным для нормального кровоснабжения и поступления энергии в мышцы. При отсутствии nNOS, в сердце мышей линии mdx и пациентов, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна, развивается фиброз миокарда.
Проф. Andrew Hoey и его сотрудники в Университете Южного Квинсленда в Австралии назначали L-аргинин ежедневно в течение 6 месяцев мышам линии mdx в возрасте 6 месяцев. Это сопровождалось снижением выраженности фиброза миокарда, повышением скорости коронарного кровотока, и улучшало функцию сердца. В продолжающихся экспериментах проводится исследование этого эффекта L-аргинина, что необходимо для того, чтобы решить, может ли L-аргинин использоваться как препарат для лечения мальчиков, страдающих мышечной дистрофией Дюшенна.