Oversigt over forskning i DMD

Her kan du læse en opdatering på den nyeste forskning i Duchennes muskeldystrofi.

Artiklen er en oversat og redigeret version af en artikel skrevet af den hollandske professor Annemieke Aartsma-Rus. Hun har i flere år forsket i den behandling, der hedder exon skipping. Annemieke er også formand for det internationale netværk TREAT-NMD, hvor man kan læse den originale artikel på engelsk.

Artiklen vil blive opdateret i takt med, at der sker udvikling i forskningen.

Senest opdateret: Januar 2024

Indledning

Formålet med oversigten er at informere patienter med Duchenne og deres familier om de forskellige behandlingsmuligheder, der forskes i lige nu. Artiklen beskriver fordele og ulemper ved de forskellige behandlingsmetoder samt hvilke forhindringer, der skal overvindes, inden behandlingerne kan bruges af patienterne.

Det videnskabelige felt inden for behandling af Duchenne er kæmpestort og i hastig udvikling, og dette gør det umuligt at beskrive alle forskningsprojekter i en kort oversigt. Det følgende er derfor en beskrivelse af hovedtrækkene i forskningen.

Oversigten er sidst opdateret i december 2022.

Problemet, som skal løses

Duchenne muskeldystrofi skyldes mutationer (genetiske fejl), der ødelægger den genetiske kode for dystrofingenet. Genet producerer det dystrofinprotein, der forbinder skelettet af muskelfibrene til det beskyttende lag på ydersiden af fibrene. Denne forbindelse stabiliserer muskelfibrene, når musklerne trækker sig sammen (træning). Dystrofinets funktion kan sammenlignes med et anker (musklens skelet) og en båd (musklens beskyttende lag), hvor dystrofinet er det reb, der forbinder anker og båd.

På grund af mutationen på den genetiske kode, kan cellen kun producere begyndelsen af proteinet, og forbindelsesfunktionen er væk (båden er ikke længere forbundet til ankeret, Figur 2). Resultatet er, at muskelfibrene ved Duchenne nemt beskadiges, selv ved almindelig træning.

Mutationer i dystrofingenet, der ikke helt ødelægger den genetiske kode, tillader dannelsen af et dystrofin, der er delvist funktionelt (dvs. det kan forbinde ankeret til båden, men kæden er lidt kortere, Figur 3). Disse mutationer forbindes med den knapt så alvorlige Beckers muskeldystrofi.Lige nu udvikles der på mange medicinske behandlinger, og størstedelen af dem følger en skabelon, hvor der først laves prækliniske og derefter kliniske forsøg. I prækliniske forsøg testes behandlingen i dyrkede patientceller, derefter på dyremodeller med sygdommen (normalt på mus). Først når resultaterne i celler og dyremodeller er tilstrækkeligt overbevisende, testes behandlingen på patienter.Dette er de kliniske forsøg, og denne del af udviklingen kan tage meget lang tid, da der let opstår uforudsete problemer, der skal løses. Kliniske forsøg er opdelt i flere faser: I fase 1, udføres forsøget for at påvise, om behandlingen er sikker. I fase 2 og 3 er målet at finde ud af, om behandlingen er både sikker og effektiv. Det er en god huskeregel, at selv om hver fase er kritisk, er den næste fase altid mere udfordrende. Så selv om et produkt ser lovende ud i et præklinisk forsøg (fx i et cellestudie), er der ingen garanti for, at det også virker i videre forsøg på dyr og mennesker.

Mulige løsninger

Overordnet findes der fire metoder til at forbedre kroppens muskler, når man har Duchenne.

  1. Genterapi
  2. Stamcelleterapi
  3. Behandling med medicin
  4. Metoder målrettet den enkelte mutation

Nedenfor gennemgås, hvordan man udvikler behandlinger på baggrund af metoderne og hvilke forsøg, der er i gang.

Genterapi

Ved at indsætte et sundt gen i Duchenne-musklerne forsøger man at gøre det muligt at producere mere dystrofin.

Gener består af DNA og findes på kromosonerne, som befinder sig i cellernes kerne. Dystrofingenet indeholder den genetiske kode, som kan sammenlignes med opskriften på dystrofin. Koden læses af cellen og oversættes til produktion af dystrofinprotein.

Udfordringer og løsninger

At få det raske gen ind i alle muskelcellerne

Musklerne udgør en stor del af kroppen. Ca. 30-40 % af kroppens vægt er muskler. Kroppen består af mere end 750 forskellige muskler, der hver består af flere milliarder celler, og det raske gen skal derfor indsættes i en meget stor del af cellekernerne i alle musklerne.

Heldigvis findes der en organisme, der er rigtig god til at føre gener ind i cellerne, nemlig virus. Inden for genterapien har man derfor udviklet virusser, hvor det sygdomsfremkaldende virusgen er fjernet for at give plads til det raske gen. Ved hjælp af en sådan virus (kaldet en viral vektor) forsøger man, at få det raske gen ind i muskelcellerne.

At finde en effektiv virus

De fleste virusser kan godt lide at inficere celler, der deler sig. Muskelvæv deler sig næsten ikke, og er derfor ikke et typisk mål for virus. Derudover er muskelfibrene svøbt ind i flere lag bindevæv, der opfanger viruspartikler, og virus kan derfor ikke nå ind til muskelfibrene med dystrofingenet.

Der findes en virus, som er relativt god til at inficere muskelceller, den såkaldte AAV-virus. Denne virus kan inficere menneskeceller, men er ikke sygdomsfremkaldende.

At skabe en virus, der er lille nok

Desværre er AAV så lille, at dens genetiske kode for dystrofin ikke passer (hele genet er ca. 500 gange for stort, den genetiske kode ca. 4 gange for stor).

Forskerne har forsøgt at skabe det mindst mulige dystrofin, hvis genetiske kode er så lille, at det kan være i en AAV-virus.
I forsøg med at behandle mus med mikrodystrofin med AAV-virusser fik musene bedre muskelkvalitet og muskelfunktion.

At undertrykke kroppens eget immunforsvar

I en hundemodel (golden retriever med muskeldystrofi), der blev behandlet med AAV-mikrodystrofin, reagerede immunforsvaret ved at ødelægge de celler, der var inficeret med AAV-mikrodystrofin. Fra kliniske forsøg på mennesker med andre sygdomme (fx blødersygdom) ved vi også, at AAV aktiverer immunforsvaret. Immunforsvaret angriber alle ubudne gæster (virusser, bakterier, parasitter), og den ved ikke, om den angriber en sygdomsfremkaldende virus eller en virus, der bærer på et gavnligt gen.

Dette kan løses ved at give høje doser binyrebarkhormon (kortekosteroider).

Kliniske forsøg med genterapi

Behandling målrettet den enkelte mutation

Exon skipping og gennemlæsning af “stop codons”

Exon skipping og gennemlæsning af ”stop codons” er en type behandling, der virker for bestemte genmutationer. Dette betyder, at den kun virker på den del af patienterne, som har særlige mutationer (se de følgende sider for mere information). For at finde ud af, om en Duchenne-patient er egnet til behandling med exon skipping eller gennemlæsning af ”stop codon”, er det vigtigt at kende den fulde genetiske diagnose (dvs., at den mutation, der forårsager sygdommen i dystrofingenet, skal være identificeret).

Behandling med stamceller

Ved at overføre muskelceller med et rask gen fra raske donorer til Duchenne-muskler forsøger forskerne at kompensere for manglende muskelvæv og at give donorcellerne mulighed for at starte en normal produktion af dystrofin.

Muskelfibre og muskelstamceller

Muskler består af muskelfibre, der ikke deler sig, og muskelstamceller, der ligger oven på fibrene (Figur 4). Når muskelfibrene er beskadiget, begynder muskelstamcellerne (også kaldet satellitceller eller myoblaster) at dele sig og bevæge sig hen til det beskadigede sted, hvor de smelter sammen med den beskadigede muskel for at reparere den. Muskelstamceller kan isoleres fra en muskelbiopsi og dyrkes i et laboratorium derefter transplanteres til en Duchenne-muskel.

Udfordringer og løsninger

Muskelstamceller kan ikke bevæge sig fra blodbanen og ind i musklen. Løsningen på dette er at give en lokal injektion i den syge muskel.

Selv hvis stamcellen indsprøjtes direkte ind i musklen, bevæger den sig dog ikke mere end 1-2 mm fra det sted nålen stikkes ind. Derfor vil man skulle foretage flere indsprøjtninger (fx 100 pr. cm2). Dette er afprøvet på Duchenne-patienter, hvorefter celler med dystrofin har kunnet ses på injektionsstedet.

Klinisk forsøg med indsprøjtning af et højt antal stamceller

I Canada indsprøjtede man muskelstamceller med 100 injektioner på et lille område (0.25-1 cm2). Behandlingen var uden alvorlige bivirkninger, og man fandt dystrofinpositive fibre i en biopsi taget fra det behandlede område. I Canada afprøver man lige nu lokal transplantation af muskelstamceller i en underarmsmuskel på patienter på 16 år og derover.

Desværre er det er ikke muligt at anvende denne metode til at levere muskelceller til alle kroppens muskler. Heldigvis findes der andre stamceller i blodet, i blodkarrenes vægge og i fedtvævet, som også kan medvirke til muskeldannelse. Disse celler kan isoleres og dyrkes i et laboratorium. Fordelen ved dette er, at cellerne sandsynligvis kan bevæge sig fra blodbanen ind i musklerne og derved muliggøre behandling af hele kroppen.

Kun lille effekt

Selv om sådanne celler kan medvirke til muskeldannelse, er effekten på nuværende tidspunkt meget lille (mindre end 1 % af den transplanterede celle ender i musklerne).

I Italien har man netop gennemført et forsøg, hvor celler blev taget fra Duchenne-patienter (isoleret fra blodet), dyrket i laboratoriet og derefter transplanteret tilbage i patienternes muskler.

Der forskes lige nu i, hvordan man kan øge effekten af denne metode. Der er opnået lovende resultater i muse- og hundemodeller med forskellige typer stamceller.

Celler fra raske søskende

I Italien har man gennemført et klinisk forsøg for at teste sikkerheden ved at transplantere celler fra raske brødre til Duchenne-patienter. Da det kun var en sikkerhedstest, fandt man ikke forbedring af muskelfunktionen, men arbejder videre med at forbedre metoden.

Omprogrammering af celler

Det er svært at skaffe tilstrækkelige mængder stamceller til transplantation, fordi stamcellerne ikke er gode til at formere sig.

Derfor har man fundet ud af at omprogramere voksne celler, så de får nogle af de samme egenskaber som stamceller. Disse celler er rigtig gode til at formere sig og kan omdanne sig til alle mulige celletyper. Men udfordringen er at få dem til kun at omdanne sig til muskelceller. Der arbejdes lige nu forbedre metoden.

Muskeltransplantation

Transplantation af donormuskler vil aktivere immunforsvaret (som ved transplantation af enhver type væv til en anden person).

Når man modtager donervæv er det nødvendigt at give medicin, der undertrykker immunforsvaret. Desværre er kronisk behandling med denne type medicin ikke uden bivirkninger (fx at man er mere modtagelig for infektioner).

I stedet forsøger man at isolere muskelceller fra patienterne, dyrke dem i laboratoriet og behandle dem (fx med genterapi). Derefter transplanteres patienternes egne celler tilbage (kaldet autolog transplantation). Genterapi er meget mere effektivt på celler (i laboratoriet) end i væv (i en person). Derudover kan man måske undgå brug af medicin, der undertrykker immunforsvaret, fordi det er patientens egne celler, der transplanteres.

Kroppen kan reagere på manipulerede celler

For at dette skal virke, er man nødt til at optimere de måder, hvorpå muskelceller eller andre stamceller kan leveres effektivt. Immunforsvaret kan også stadig reagere på de transplanterede celler, selv om de er fra patienten selv, fordi de er blevet manipuleret i laboratoriet og derved sandsynligvis har ændret sig.

I laboratoriet er det nu muligt at foretage mindre ændringer i cellens DNA uden at skulle tilføje et gen. Dette sker ved hjælp af såkaldte DNA-”sakse”. Arbejdet med disse DNA-sakse er vanskeligt. I dyrkede celler, skal den celle, hvor saksen har haft succes, først findes (normalt kun ca. 1 ud af 1000), derefter dyrkes for til sidst at blive transplanteret. Tre forsøg på mus har vist gode tegn, men udfordringen ved genterapi og celleterapi er at oversætte metoden fra musestadiet til større dyr og mennesker.

Kliniske forsøg med stamceller

 

Behandling med medicin

Pga. af manglende dystrofin, bliver musklerne konstant beskadiget under træning. Mistet muskelvæv erstattes af fedt- og bindevæv. Skaden kan ikke gøres god igen, men vil kun forværres, når immunforsvaret sætter ind for at reparere den. Medicin kan hjælpe med at øge væksten af musklerne for at kompensere for det tabte muskelvæv. Derudover kan medicin undertrykke immunforsvaret og forhindre dannelse af bindevæv.

Fordele og ulemper

Normalt kan medicin tages gennem munden og virke på alle kroppens muskler (der er ikke problemer med få den ind i muskelcellerne som ved gen- eller celleterapi). Nogle gange kan medicin, som anvendes til behandling af andre sygdomme, bruges til at behandle Duchenne-patienter. Dette gør det hurtigere at afprøve medicinen på mennesker, da sikkerhed og dosis allerede er testet.

De typer medicin, der anvendes på nuværende tidspunkt, behandler kun nogle af symptomerne ved sygdommen, ikke årsagen. Men når det virker, kan det forhale sygdomsudviklingen.

Der findes en lang række præparater, der efter sigende kan bruges ved Duchennes muskeldystrofi. I dette afsnit nævner vi kun de typer, der er blevet testet på patienter, og de typer, der har givet meget lovende resultater i musemodeller.

Vi har inddelt de mange præparater i følgende kategorier:

Vi er et højt specialiseret hospital for muskelsvind.

Vi tror på, at de bedste rammer for livet med muskelsvind skabes, når vi ser det hele menneske i et livslangt perspektiv. Derfor er vores brugere altid i centrum.  

Vi deler specialviden med mennesker med muskelsvind, deres familier og fagpersonerVi arbejder på tværs af fagligheder og sektorgrænser. 

Vi er udsprunget af Muskelsvindfonden, men er en selvstændig enhed finansieret af regionerne. 

Kontakt os

E-mail: info@rcfm.dk
Tlf: +45 8948 2222

CVR-nr: 88502728

Hovedkontor
Kongsvang Allé 23
DK-8000 Aarhus C
Post sendes hertil

Sjællandsafdeling 
Blekinge Boulevard 2, 1.sal
DK-2630 Taastrup