Neuroscience Department

Γονιδιακή θεραπεία σε μοντέλα της φυλοσύνδετης μορφής της νόσου Charcot-Marie-Tooth (CMT) μέσω ενδοραχιαίας έγχυσης ιικού φορέα 

Η νόσος Charcot-Marie-Tooth (CMT) αποτελεί μια από τις συχνότερες κληρονομικές νευροπάθειες και χαρακτηρίζεται από σταδιακή αδυναμία και ατροφία των μυών των άκρων, απώλεια αντανακλαστικών και μειωμένες ταχύτητες αγωγής των νεύρων. 

Μεταλλάξεις στο γονίδιο GJB1 το οποίο κωδικοποιεί την πρωτεΐνη των χασμοσυνδέσμων κοννεξίνη-32  προκαλούν τη φυλοσύνδετη μορφή της CMT (CMT1X). Σε προηγούμενη μας μελέτη αποδείξαμε ότι έγχυση ιικού φορέα μέσα στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ποντικιών στα οποία απουσιάζει η κοννεξίνη-32 είχε σαν αποτέλεσμα τη βελτίωση τόσο των φυσιολογικών όσο και των μορφολογικών χαρακτηριστικών τους. 

Βασισμένοι στα προηγούμενα αποτελέσματά μας χρησιμοποιήσαμε τον ίδιο ιικό φορέα για στοχευόμενη έκφραση του γονιδίου της κοννεξίνης-32 μόνο στα κύτταρα του Schwann σε ποντίκια τα οποία εκφράζουν διάφορες μεταλλάξεις του γονιδίου της κοννεξίνης-32 και οι οποίες προκαλούν την CMT1X. Η έκφραση του γονιδίου σε οποιοδήποτε άλλο είδος κυττάρων θα μπορούσε να είναι τοξική αφού υπό φυσιολογικές συνθήκες η κοννεξίνη-32 εκφράζεται μόνο στα κύτταρα του Schwann του περιφερικού νευρικού συστήματος. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε τρία διαφορετικά μοντέλα ποντικών τα οποία εκφράζουν τρεις διαφορετικές μεταλλάξεις του γονιδίου της κοννεξίνης-32 και έχουν βρεθεί σε ασθενείς. 

Οι μεταλλάξεις που μελετήθηκαν ήταν η Τ55Ι, η R75W και η N175D, και προκαλούν κατακράτηση της κοννεξίνης-32 στο εσωτερικό του κυττάρου γύρω από τον πυρήνα και ειδικότερα στο ενδοπλασματικό δίκτυο (Τ55Ι) είτε στη συσκευή Golgi  (R75W και η N175D). Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη μη φυσιολογική έκφραση της πρωτεΐνης στο έλυτρο της μυελίνης και σε απώλεια της λειτουργίας της. Μετά την έγχυση του ιικού φορέα μελετήθηκε η έκφραση της ανθρώπινης κοννεξίνης-32 στα ισχιακά νεύρα και στις ρίζες του οσφυϊκού τμήματος της σπονδυλικής στήλης. Η ανθρώπινη κοννεξίνη-32 εκφράστηκε στο έλυτρο της μυελίνης όπως εκφράζεται υπό φυσιολογικές συνθήκες σε μεγαλύτερο ποσοστό στα νεύρα ποντικιών που παράγουν τη μετάλλαξη Τ55Ι, ενώ σε πολύ χαμηλότερο ποσοστό σε νεύρα ποντικών με τη μετάλλαξη N175D και σχεδόν καθόλου σε νεύρα με τη παρουσία της  R75W. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι οι δύο τελευταίες μεταλλάξεις ασκούν αρνητική επίδραση στην έκφραση της ανθρώπινης κοννεξίνης-32 που μεταφέρει ο ιικός φορέας, κάτι που δεν ισχύει για την Τ55Ι μετάλλαξη η οποία φαίνεται να μην έχει καμία επίδραση στην έκφραση της ανθρώπινης πρωτεΐνης. 

Ακολούθως έγινε μελέτη των φυσιολογικών και μορφολογικών χαρακτηριστικών των διαφόρων ποντικιών μετά την έγχυση του ιικού φορέα που φέρει την πρωτεΐνη και έγινε σύγκρισή τους με συνομήλικα ποντίκια στα οποία έγινε έγχυση ιού ο οποίος δεν έφερε την κοννεξίνη. Η μελέτη αυτή έγινε με τη χρήση συμπεριφορικών πειραμάτων και ακολούθως με μέτρηση του αριθμού των αξόνων οι οποίοι παρουσιάζουν είτε απομυελίνωση είτε επαναμυελίνωση καθώς και των μακροφάγων. Βελτίωση στα συμπεριφορικά πειράματα, στων αριθμό των αξόνων στους οποίους η μυελίνη έχει υποστεί μεταβολή  καθώς και στον αριθμό των μακροφάγων παρατηρήθηκε στα ποντίκια τα οποία φέρουν τη μετάλλαξη Τ55Ι και στα οποία έχει γίνει έγχυση του ιικού φορέα που φέρει την κοννεξίνη-32. Μικρή βελτίωση παρατηρήθηκε στα ποντίκια που φέρουν τη μετάλλαξη N175D ενώ δεν παρατηρήθηκε καθόλου βελτίωση στα ποντίκια που φέρουν τη μετάλλαξη R75W. 
Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής δείχνουν ότι η θεραπευτική προσθήκη του γονιδίου της κοννεξίνης-32 για μπορεί να είναι αποτελεσματική στην περίπτωση μεταλλάξεων που σχετίζονται με τη CMT1X οι οποίες δεν αλληλεπιδρούν με την πρωτεΐνη η οποία προστίθεται, ενώ περαιτέρω μελέτη και εναλλακτικές θεραπευτικές προσεγγίσεις χρειάζεται για τις μεταλλάξεις οι οποίες έχουν αρνητική επίδραση στην έκφραση της ιικά μεταφερόμενης πρωτεΐνης.