Hasta hücrelerinden oluşturulan model, Duchenne'de görülen hasarı gösteriyor.
Araştırmacılar, Duchenne kas distrofisi (DMD) hastalarının hücrelerinden türetilmiş üç boyutlu (3D) yapay bir kas modeli oluşturmuşlardır ve bu model, DMD hastalarında gözlenen hasarı doğru bir şekilde yeniden üretebilmektedir. Bilim insanları, bu yeni modelin DMD'deki kas hasarını tersine çevirebilecek tedavilerin daha etkili test edilmesine imkan sağlayacağını düşünmektedirler.
Bu bulgular, "Mimicking sarcolemmal damage in vitro: a contractile 3D model of skeletal muscle for drug testing in Duchenne muscular dystrophy" başlıklı bir çalışmada Biofabrication dergisinde açıklanmıştır. Araştırma çalışmasını finanse eden Duchenne Parent Project Spain'in başkanı Silvia Ávila, "Laboratuvarda hayvan kullanımını azaltıyoruz ve aynı zamanda potansiyel bir tedaviyi gerçeğe dönüştürme süresini kısaltıyoruz. Bu, çocuklarımızın zamanını ve yaşam kalitesini çalan bir hastalık için hayati bir öneme sahiptir" dedi.
Duchenne kas distrofisinde, DMD genindeki mutasyonlar, kas hücrelerini yıpranmadan koruyan bir protein olan distrofinin üretim eksikliğine neden olur. Bu nedenle hastalar, ilerleyen kas kaybı yaşarlar. Özellikle distrofin eksikliği, kas hücresinin zarı olan sarcolemmada hasara neden olur, bu da kas lifleri kasıldığında hasara yol açar.
DMD için terapötikler geliştirmenin bir zorluğu, hastalığın karmaşıklığını daha doğru bir şekilde yansıtan ön klinik modellerin eksikliğidir. Hasta hücrelerinden türetilmiş 3D modeller, insan koşullarını daha doğru bir şekilde modelleme konusunda umut verici bir yaklaşım olarak ortaya çıkmıştır. Bu yapay ancak işlevsel dokular, kaynaklandıkları hastanın hücresel özelliklerine sahip olacaktır.
Şimdi, DMD hastalarının hücrelerinden elde edilen hücrelerle, bilim insanları Duchenne için 3D yapay bir kas modeli başarıyla geliştirmişlerdir. Mühendislikle oluşturulan kaslar işlevsel olup, elektriksel uyarıya yanıt olarak kasılma yeteneğine sahiptirler.
Önemli bir şekilde, uzun süreli kas kasılmaları sarcolemmal hasara yol açmış, tipik olarak DMD hastalarında gözlenen kas lifi bütünlüğünün kaybını yansıtmıştır. Bu tür hasar, sağlıklı hücrelerden türetilmiş kaslarda görülmemiştir.
Araştırmanın ilk yazarı olan İspanya'daki İnstitut for Bioengineering of Catalonia (IBEC) doktora öğrencisi Ainoa Tejedera-Villafranca, "Farklı protokoller üzerinde uzun bir süre çalıştık ve nihayet hastaların hücrelerinde bu hasarı oluşturmayı başardık, ancak Duchenne olmayan kontrol hücrelerinde görünmedi" dedi. "Hassas bir durumdur çünkü kası uyarırsanız, spor yaparken ve kas ağrısı yaşadığımız gibi sağlıklı hücrelerde de lif kırılmasına neden olabilirsiniz" diye ekledi.
Hasar meydana geldikten sonra, DMD kas dokuları tekrarlayan uyarılma ile yorgunluk eğilimi gösterdi, bu da sarcolemmal hasarın insan koşullarındaki gibi kas işlevini tehlikeye attığını göstermektedir.
IBEC'te üst düzey araştırmacı ve çalışmanın baş yazarı olan Juanma M. Fernández-Costa. "Bu çalışmamızın amacında, hastalığın temel nedenini, yani sarcolemma hasarını modellemektir, bunu laboratuvarda başarmamız çok önemliydi ve bunu biz başardık. Daha önce böyle bir şey yapılmamıştı" dedi.
Şimdi araştırmacılar, DMD ile ilişkilendirilen kas hasarını tersine çevirebilecek potansiyel tedavileri tanımlamak için modelin kullanılmasını bekliyor. Şu ana kadar, Duchenne için çoğu tedavi sadece semptomları hafifletebilir. Bu olasılık zaten ekibi tarafından değerlendirilmiş, kas hücreleri tedavilerle utrophin seviyelerini artırmak için kullanılmıştır; bu protein, distrofin ile benzer bir yapı ve işlevi olan bir potansiyel DMD tedavi hedefi olarak tanımlanmıştır.
Ancak halofuginon veya ezutromid adlı küçük moleküllerin istenen etkinin tam tersini yaptığı bulunmuştur. Özellikle kas kasılma fonksiyonu belirgin bir şekilde azalmıştır. Dahası, halofuginon kas atrofisine neden olmuştur.
Araştırmacılara göre, bu bulgular, bu tedavilerin önceki Faz 2 denemelerinin etkililiğini göstermeyen sonuçlarıyla uyumludur.
Başka bir incelenen utrophin upregülatör, SOM Innovation Biotech tarafından, kas kasılmalarını artırdığı ancak sarcolemmal hasara karşı koruma sağlamadığı bulunmuştur.
Araştırmacılar, bu bulguların, potansiyel ilaçların ve diğer moleküllerin iskelet kas işlevini nasıl etkileyebileceğini daha iyi anlamak için DMD modelinin potansiyelini ortaya koyduğunu belirtti.
Şu anda, bilim insanları hücre hasarını daha iyi izlemeyi sağlayacak sensörler ve diğer teknolojileri içeren gelişmiş bir "organ-on-a-chip" modeli üzerinde çalışmaktadır ve bu, terapötik moleküllerin testini daha da hızlandıracaktır.
Ekip, bu araştırmayı finanse eden Duchenne Parent Project Spain ile DMD çocuklarının aileleriyle çalışmaya devam etmektedir. Fernández-Costa, bu işbirliğinin "araştırmacıların hastalar ve aileleri ile ortak hedeflere ulaşmak için nasıl çalışabileceğine dair harika bir örnek" olduğunu belirtti.
Bu içerik https://musculardystrophynews.com'dan alınarak Ög. Gör. Mehmet Emin Aytaç tarafından Türkçe diline çevrilmiştir.