قد يوفر العلاج باستخدام الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت Tevard طريقة جديدة لمعالجة الطفرات غير المنطقية في ضمور دوشين العضلي (DMD)، مما قد يسمح للخلايا بإنتاج ديستروفين كامل الطول. باستخدام الحمض النووي الريبوزي الناقل المهندس بواسطة الفيروس المرتبط بالغدانيات، يهدف الباحثون إلى تجاوز إشارات التوقف المبكرة في جين الديستروفين بدلاً من استبدال الجين بأكمله.
كيف تتسبب الطفرات غير المنطقية في الإصابة بضمور دوشين العضلي؟
يحدث مرض ضمور العضلات الدوشيني عندما تمنع الطفرات في جين ضمور العضلات الدوشيني خلايا العضلات من إنتاج كمية كافية من الديستروفين الوظيفي، وهو بروتين ضروري للحفاظ على استقرار ألياف العضلات.
يؤدي أحد أنواع الطفرات، والمعروف باسم الطفرة غير المنطقية، إلى ظهور كودون توقف مبكر في الرسالة الجينية. عندما يصل الريبوسوم في الخلية إلى إشارة التوقف غير الطبيعية هذه، يتوقف إنتاج البروتين مبكراً جداً. ونتيجة لذلك، لا تستطيع الخلية إنتاج ديستروفين كامل الطول بشكل طبيعي.
وهذا يخلق هدفًا علاجيًا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص: فبدلاً من استبدال جين الديستروفين الضخم، هل يمكن للباحثين ببساطة تعليم الخلية تجاهل إشارة التوقف المبكرة؟
يقوم مشروع Tevard Biosciences والمتعاونون الأكاديميون بالتحقيق في هذه الاستراتيجية تحديداً.
كيف يعمل علاج الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت؟
يساعد الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) الخلايا عادةً على ترجمة التعليمات الجينية إلى بروتينات. وقد قام الباحثون بتصميم أنواع خاصة من الحمض النووي الريبوزي الناقل، تُسمى الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت (sup-tRNA)، للتعرف على كودونات التوقف المبكرة المحددة.
الفكرة بسيطة نسبياً.
عندما يواجه الريبوسوم كودون توقف مبكر يسبب المرض، يمكن لـ tRNA المهندس إدخال حمض أميني والسماح باستمرار عملية الترجمة. وبذلك يستطيع الريبوسوم إكمال الرسالة الجينية وإنتاج بروتين ديستروفين كامل الطول.
يختلف هذا عن الأساليب التي تُوصل جين ديستروفين مُختصر. فبدلاً من ذلك، تحاول معالجة الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت السماح لجين الديستروفين الخاص بالمريض بإنتاج البروتين الكامل على الرغم من الطفرة غير المنطقية.
لماذا يُعد توصيل الفيروسات الغدية المرتبطة (AAV) أمراً مهماً؟
يتم توصيل الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت المصمم باستخدام ناقل فيروس مرتبط بالغدانيات (AAV). يتم إجراء دراسات مكثفة على الفيروسات الغدية المرتبطة (AAV) كوسيلة لتوصيل الأدوية الجينية لأنها قادرة على نقل التعليمات الجينية العلاجية إلى الخلايا.
في الأبحاث ما قبل السريرية لـ Tevard، قام الباحثون بتطوير نظام تعبير AAV محسّن مصمم لتوصيل الحمض النووي الريبي الناقل الكابت إلى الأنسجة المصابة.
والأهم من ذلك، أن هذه الاستراتيجية تهدف إلى التمييز بين كودونات التوقف المبكرة المسببة للأمراض وكودونات التوقف الطبيعية التي تحتاجها الخلايا لإنهاء إنتاج البروتين بشكل صحيح.
تُعد هذه الانتقائية واحدة من أهم جوانب هذا النهج.
أظهرت النتائج ما قبل السريرية استعادة كاملة لطول بروتين الديستروفين
النتائج التي تم الإبلاغ عنها حتى الآن هي نتائج ما قبل السريرية، لكنها ذات أهمية.
في نموذج الفأر D2.mdx، تم الإبلاغ عن أن الإعطاء الجهازي لـ tRNA الكابت المهندس يعيد ديستروفين كامل الطول عبر العضلات الهيكلية والحجاب الحاجز وأنسجة القلب. وأشارت الدراسة أيضاً إلى عودة حجم ألياف عضلة القلب إلى وضعه الطبيعي.
كما أظهرت الحيوانات المعالجة تحسناً في قوة العضلات والتنسيق الحركي، تم قياسه من خلال اختبارات قوة القبضة واختبارات جهاز الدوران.
وأشار التحليل البروتيني أيضًا إلى انعكاس واسع النطاق للبصمات الجزيئية المرتبطة بالمرض، مما يشير إلى تأثيرات تتجاوز مجرد الكشف عن بروتين الديستروفين.
لماذا قد يكون هذا الأمر مهماً للأشخاص المصابين بضمور العضلات الدوشيني؟
تمثل الطفرات غير المنطقية مجموعة فرعية مهمة من طفرات ضمور العضلات الدوشيني. وتشير التقديرات المستقاة من دراسة Tevard إلى أنها تمثل ما يقرب من 15% من حالات ضمور العضلات الدوشيني.
وبالتالي، فإن العلاج الذي يستهدف الطفرات غير المنطقية كفئة من الطفرات، بدلاً من طفرة ديستروفين محددة، يمكن أن يخدم العديد من المرضى الذين يعانون من متغيرات غير منطقية مختلفة.
ولعل الأهم من ذلك كله، أن هذا النهج يحاول استعادة ديستروفين كامل الطول من الجين الموجود لدى المريض.
وهذا يجعل العلاج باستخدام الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت إضافة مثيرة للاهتمام إلى المجموعة المتنامية من الاستراتيجيات الجينية التي يتم البحث فيها لعلاج ضمور دوشين العضلي.
خطوة مهمة، لكنها ليست علاجاً بعد.
ينبغي النظر إلى النتائج في سياق مرحلة تطويرها الحالية. فالأدلة المذكورة مستمدة من أبحاث ما قبل السريرية على نماذج حيوانية، وليست من علاج معتمد للأشخاص المصابين بضمور العضلات الدوشيني.
ستكون هناك حاجة إلى تجارب سريرية بشرية لتحديد ما إذا كان بإمكان الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت الذي يتم توصيله بواسطة الفيروس المرتبط بالغدانيات (AAV) استعادة الديستروفين بأمان وفعالية لدى المرضى.
ومع ذلك، يقدم المفهوم شيئًا مقنعًا بشكل خاص: فبدلاً من استبدال جين الديستروفين الضخم، تحاول معالجة الحمض النووي الريبوزي الناقل الكابت الذي يتم توصيله بواسطة AAV تجاوز الخطأ الجيني والسماح للخلية بصنع الديستروفين كامل الطول الخاص بها.
بالنسبة للعائلات المتضررة من الطفرات غير المنطقية، فإن هذا الاحتمال يجعل هذا النهج الناشئ جديراً بالمتابعة عن كثب.
تم نشر البحث في مجلة Science Advances وشارك فيه علماء من Tevard Biosciences وجامعة جونز هوبكنز ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد وايتهيد لأبحاث Biomedical.
الورقة البحثية متاحة: https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg3466.
