Neuroscience Department

Η πάθηση Charcot-Marie-Tooth (CMT) είναι ένα φάσμα από διάφορους τύπους κληρονομικών παθήσεων οι οποίες προκαλούν βλάβες κυρίως στα περιφερικά νεύρα. Για τον λόγο αυτό χαρακτηρίζεται ως μια κληρονομική νευροπάθεια με κινητικά και αισθητικά συμπτώματα. Η νόσος πήρε το όνομα της από τα ονόματα των τριών γιατρών που την περιέγραψαν για πρώτη φορά το 1886. Οι ασθενείς με τη νόσο αυτή,  παρουσιάζουν προοδευτική αδυναμία και ατροφία των μυών στα άκρα, δυσκολία στο περπάτημα, μυϊκές συσπάσεις, απώλεια της αίσθησης, διαταραχή ισορροπίας, και μπορεί να εμφανίζουν παραμορφώσεις στα πόδια. Υπάρχουν διάφοροι τύποι CMT. 

Ο σπάνιος υποτύπος 4C (CMT4C) προκαλείται από την  αυτοσωμική υπολειπόμενη μετάλλαξη του γονιδίου SH3TC2. Η πρωτεΐνη SH3TC2 εκφράζεται στα νευρογλοιακα κύτταρα Schwann που σχηματίζουν τη μυελίνη των περιφερικών νευρών. H CMT4C είναι μια σοβαρή και προοδευτική απομυελινωτική νευροπάθεια που ξεκινά από την παιδική ηλικία χωρίς να έχει βρεθεί μέχρι στιγμής αποτελεσματική θεραπεία. 

Στην παρούσα μελέτη, δημιουργήσαμε μια γονιδιακή θεραπεία για την πάθηση CMT4C διαμέσου ενός αδενο-εξαρτώμενου AAV ιικού φορέα (AAV9), ο οποίος μεταφέρει το ανθρώπινο SH3TC2 γονίδιο σε ποντίκια στα οποία δεν εκφράζεται η πρωτεΐνη SH3TC2 (ποντίκια Sh3tc2^-/-). Δημιουργήσαμε μια μικρού μεγέθους μορφή του  εκκινητή Mpz (miniMpz) που είναι ειδικός για τα κύτταρα Schwann έτσι ώστε να πετύχουμε στοχευμένη έκφραση του γονιδίου στα κύτταρα αυτά. Αφού ελέγχθηκε αρχικά με την ανάλυση της έκφρασης η αποτελεσματικότητα του ιού για την αποκατάσταση της πρωτεΐνης SH3TC2 στο περιφερικό νευρικό σύστημα, πραγματοποιήσαμε μια πρώιμη καθώς και μια μεταγενέστερη θεραπευτική δοκιμή στα ποντίκια Sh3tc2^-/-. Παρουσιάστηκε βελτίωση τόσο μετά την πρώιμη όσο και στη μεταγενέστερη θεραπεία σε πολλαπλές δοκιμές κινητικής απόδοσης καθώς και στις ταχύτητες αγωγιμότητας των νεύρων. Επιπλέον, η θεραπεία οδήγησε στην ομαλοποίηση της οργάνωσης των κομβίων του Ranvier, τα οποία είναι σημεία του νευράξονα που καθορίζουν τη ταχύτητα αγωγής και την όλη λειτουργικότητα των νευρών. Και τα οποία παρουσιάζουν αλλοιωμένη δομή  στους ασθενείς με CMT4C καθώς και στα Sh3tc2^-/-ποντίκια. Επιπρόσθετα, παρατηρήθηκε σημαντική βελτίωση στην αύξηση του πάχους της μυελίνης καθώς και μείωση αριθμού των απομυελινωμένων ινών. 

Συνολικά, τα αποτελέσματα μας αποδεικνύουν ότι η γονιδιακή θεραπεία που εφαρμόσαμε στο μοντέλο της CMT4C είναι αποτελεσματική και δυνητικά μεταφράσιμη για περεταίρω ανάπτυξη με σκοπό τη κλινική εφαρμογή.  

Εικόνα 1: Γραφική περίληψη της μελέτης

Εικόνα 2: Η ανάλυση της έκφρασης της SH3TC2 στις οσφυϊκές ρίζες της σπονδυλικής στήλης (Α), σε διαχωρισμένες ίνες του ισχιακού νεύρου (C), και σε τομή του ισχιακού νεύρου (D), μετά από ενδορραχιαία έγχυση του ιού AAV9-mini-Mpz.SH3TC2myc, δείχνει την χαρακτηριστική περιπυρηνική κυτταροπλασματική ανοσοαντιδραστικότητα της SH3TC2 στο περιπυρηνικό κυτταρόπλασμα των μυελινωτικών κυττάρων Schwann ενώ η έκφραση SH3TC2 απουσιάζει από τους αντίστοιχους ιστούς των μη εγχυόμενων Sh3tc2/ποντικών (Β και Ε). Η ποσοτικοποίηση των ρυθμών έκφρασης (% κύτταρα που εκφράζουν SH3TC2) σε ισχιακά νεύρα και οσφυϊκές νωτιαίες ρίζες από n = 5 ποντίκια έδειξε κατά μέσο όρο 54,67% ποσοστά έκφρασης στις ρίζες και 45,4% σε ισχιακά νεύρα.

Η εργασία έχει δημοσιευτεί στο ψηλής απήχησης επιστημονικό περιοδικό Molecular Therapy με τίτλο “AAV9-mediated SH3TC2 gene replacement therapy targeted to Schwann cells for the treatment of CMT4C”
https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2023.08.020 

Έλενα Γεωργίου
Μεταδιδακτορική ερευνήτρια
Τμήμα Νευροεπιστημών
Ινστιτούτο Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου.