Περίληψη
Η νόσος Charcot-Marie-Tooth τύπου 4C είναι η συχνότερη υπολειπόμενη κληρονομική απομυελινωτική νευροπάθεια που οφείλεται σε μεταλλάξεις απώλειας λειτουργίας του γονιδίου SH3TC2. Τα ποντίκια Sh3tc2-/- αντιπροσωπεύουν ένα καλά χαρακτηρισμένο μοντέλο νόσου που αναπτύσσει πρώιμης έναρξης προοδευτική περιφερική νευροπάθεια με υπο- και απομυελίνωση, επιβράδυνση των ταχυτήτων νευρικής αγωγιμότητας και διαταραχή της αρχιτεκτονικής των κόμβων. Σκοπός του παρόντος έργου ήταν η ανάπτυξη μιας θεραπείας γονιδιακής αντικατάστασης για τη θεραπεία της νόσου Charcot-Marie-Tooth τύπου 4C για τη διάσωση του φαινοτύπου του μοντέλου ποντικιών Sh3tc2-/-. Δημιουργήσαμε έναν λεντιϊικό φορέα LV-Mpz.SH3TC2.myc για να οδηγήσουμε την έκφραση του ανθρώπινου cDNA SH3TC2 υπό τον έλεγχο του υποκινητή Mpz ειδικά σε μυελίνωση των κυττάρων Schwann. Ο φορέας χορηγήθηκε σε ποντίκια ηλικίας 3 εβδομάδων Sh3tc2-/- με οσφυϊκή ενδοκοιλιακή ένεση και η γονιδιακή έκφραση αξιολογήθηκε 4-8 εβδομάδες μετά την ένεση. Η ανάλυση ανοσοφθορισμού έδειξε την παρουσία του myc-tagged ανθρώπινου SH3TC2 στα ισχιακά νεύρα και στις οσφυϊκές ρίζες στο περιπυρηνικό κυτταρόπλασμα μιας υποομάδας κυττάρων Schwann, σε ένα διακεκομμένο μοτίβο που συν-εντοπίζεται με τη φυσιολογικά αλληλεπιδρώσα πρωτεΐνη Rab11. Η ποσοτική ανάλυση PCR επιβεβαίωσε την έκφραση του mRNA SH3TC2 σε διάφορους ιστούς του περιφερικού νευρικού συστήματος. Ξεκίνησε μια δοκιμή θεραπείας σε τυχαιοποιημένα Sh3tc2-/- συγγενικά ποντίκια ηλικίας 3 εβδομάδων, τα οποία έλαβαν είτε τον πλήρη φορέα είτε τον φορέα μάρτυρα (LV-Mpz.Egfp). Η ανάλυση συμπεριφοράς 8 εβδομάδες μετά την έγχυση έδειξε βελτιωμένη κινητική απόδοση στις δοκιμασίες rotarod και λαβής με το πόδι στα θεραπευμένα Sh3tc2-/- ποντίκια σε σύγκριση με τα ζώα που έλαβαν θεραπεία με εικονικό φορέα. Επιπλέον, οι ταχύτητες αγωγιμότητας των κινητικών νεύρων αυξήθηκαν στα θεραπευμένα ποντίκια Sh3tc2-/-. Σε δομικό επίπεδο, η μορφολογική ανάλυση αποκάλυψε σημαντική βελτίωση των λόγων g, του πάχους μυελίνης και των λόγων απομυελινωμένων ινών στις οσφυϊκές ρίζες και τα ισχιακά νεύρα των θεραπευμένων Sh3tc2-/- ποντικών. Τέλος, τα θεραπευμένα ποντίκια παρουσίασαν επίσης βελτιωμένη κομβική μοριακή αρχιτεκτονική και μείωση των επιπέδων φωτεινών νευροφιλάμων στο αίμα, ενός κλινικά σχετικού βιοδείκτη για αξονική βλάβη/εκφύλιση. Αυτή η μελέτη παρέχει μια απόδειξη της αρχής για την ιική θεραπεία γονιδιακής αντικατάστασης με στόχο τα κύτταρα Schwann για τη θεραπεία της νόσου Charcot-Marie-Tooth τύπου 4C και ενδεχομένως άλλων παρόμοιων απομυελινωτικών κληρονομικών νευροπαθειών.
Η νόσος Charcot-Marie-Tooth τύπου 4C είναι η συχνότερη υπολειπόμενη κληρονομική απομυελινωτική νευροπάθεια που οφείλεται σε μεταλλάξεις απώλειας λειτουργίας του γονιδίου SH3TC2. Τα ποντίκια Sh3tc2-/- αντιπροσωπεύουν ένα καλά χαρακτηρισμένο μοντέλο νόσου που αναπτύσσει πρώιμης έναρξης προοδευτική περιφερική νευροπάθεια με υπο- και απομυελίνωση, επιβράδυνση των ταχυτήτων νευρικής αγωγιμότητας και διαταραχή της αρχιτεκτονικής των κόμβων. Σκοπός του παρόντος έργου ήταν η ανάπτυξη μιας θεραπείας γονιδιακής αντικατάστασης για τη θεραπεία της νόσου Charcot-Marie-Tooth τύπου 4C για τη διάσωση του φαινοτύπου του μοντέλου ποντικιών Sh3tc2-/-. Δημιουργήσαμε έναν λεντιϊικό φορέα LV-Mpz.SH3TC2.myc για να οδηγήσουμε την έκφραση του ανθρώπινου cDNA SH3TC2 υπό τον έλεγχο του υποκινητή Mpz ειδικά σε μυελίνωση των κυττάρων Schwann. Ο φορέας χορηγήθηκε σε ποντίκια ηλικίας 3 εβδομάδων Sh3tc2-/- με οσφυϊκή ενδοκοιλιακή ένεση και η γονιδιακή έκφραση αξιολογήθηκε 4-8 εβδομάδες μετά την ένεση. Η ανάλυση ανοσοφθορισμού έδειξε την παρουσία του myc-tagged ανθρώπινου SH3TC2 στα ισχιακά νεύρα και στις οσφυϊκές ρίζες στο περιπυρηνικό κυτταρόπλασμα μιας υποομάδας κυττάρων Schwann, σε ένα διακεκομμένο μοτίβο που συν-εντοπίζεται με τη φυσιολογικά αλληλεπιδρώσα πρωτεΐνη Rab11. Η ποσοτική ανάλυση PCR επιβεβαίωσε την έκφραση του mRNA SH3TC2 σε διάφορους ιστούς του περιφερικού νευρικού συστήματος. Ξεκίνησε μια δοκιμή θεραπείας σε τυχαιοποιημένα Sh3tc2-/- συγγενικά ποντίκια ηλικίας 3 εβδομάδων, τα οποία έλαβαν είτε τον πλήρη φορέα είτε τον φορέα μάρτυρα (LV-Mpz.Egfp). Η ανάλυση συμπεριφοράς 8 εβδομάδες μετά την έγχυση έδειξε βελτιωμένη κινητική απόδοση στις δοκιμασίες rotarod και λαβής με το πόδι στα θεραπευμένα Sh3tc2-/- ποντίκια σε σύγκριση με τα ζώα που έλαβαν θεραπεία με εικονικό φορέα. Επιπλέον, οι ταχύτητες αγωγιμότητας των κινητικών νεύρων αυξήθηκαν στα θεραπευμένα ποντίκια Sh3tc2-/-. Σε δομικό επίπεδο, η μορφολογική ανάλυση αποκάλυψε σημαντική βελτίωση των λόγων g, του πάχους μυελίνης και των λόγων απομυελινωμένων ινών στις οσφυϊκές ρίζες και τα ισχιακά νεύρα των θεραπευμένων Sh3tc2-/- ποντικών. Τέλος, τα θεραπευμένα ποντίκια παρουσίασαν επίσης βελτιωμένη κομβική μοριακή αρχιτεκτονική και μείωση των επιπέδων φωτεινών νευροφιλάμων στο αίμα, ενός κλινικά σχετικού βιοδείκτη για αξονική βλάβη/εκφύλιση. Αυτή η μελέτη παρέχει μια απόδειξη της αρχής για την ιική θεραπεία γονιδιακής αντικατάστασης με στόχο τα κύτταρα Schwann για τη θεραπεία της νόσου Charcot-Marie-Tooth τύπου 4C και ενδεχομένως άλλων παρόμοιων απομυελινωτικών κληρονομικών νευροπαθειών.