Ein Team von Forschern aus den National Institutes of Health , der Emory University und Cedars-Sinai - Spezialisten in der Identifizierung und Behandlung sehr seltener Krankheiten - verwendet drei innovative Werkzeuge, um eine bisher unbekannte Genmutation, mögliche Therapien im Labor erkennen und einzuleiten personalisierte Medikament Behandlung für einen Jungen mit einer lebenslangen Geschichte der unkontrollierbaren Anfällen, die wesentlichen Einfluss auf seine kognitive und soziale Entwicklung verursacht .
"Das personalisierte medizinische Ansatz veranschaulicht die Leistung des aktuellen Forschungsinstrumente und zeigt das immense Potenzial der Anwendung dieser Technologien für zukünftige Patienten", sagte Tyler Mark Pierson, MD, PhD, ein Kinderneurologen und Mitglied der Abteilung für Pädiatrie und der Abteilung für Neurologie am Cedars-Sinai . Pierson, ein Mitglied der Forschungsfakultät am Cedars-Sinai Regenerative Medizin Institut ist Erstautor eines Artikels in Annals of Clinical and Translational Neurologie , die online vor Druck veröffentlicht .
Pierson war Mitglied der National Institutes of Nicht diagnostizierte Krankheiten Programm Gesundheit , als er für den Patienten und seine Familie eingeführt wurde. Das Kind wurde zunächst an der NIH - UDP gesehen, wenn er 6; er wurde mit frühen Beginn epileptische Enzephalopathie unbekannter Ätiologie diagnostiziert. Der Patient hatte behandlungsresistente Anfälle seit 3 Monaten , die erhebliche Probleme bei der Entwicklung des Gehirns , was zu globalen Entwicklungsverzögerung verursacht erlebt . Die NIH - UDP ist ein Programm des NIH National Human Genome Research Institute ( NHGRI ) , Amt für seltene Krankheiten Forschung und Klinikum .
Die Forscher identifizierten eine " de novo" Gen-Mutation - eine, die zum ersten Mal in einem Mitglied einer Familie kommt - in einem Gen namens GRIN2A . Die Entdeckung erforderte eine Analyse der genetischen Ausstattung des Patienten auf der Suche nach einem Gen, das geändert wird, das Setzen dieses schädlichen Reihe von Ereignissen in Bewegung. Pierson und seine Kollegen an der NIH - UDP und Emory University verwendet eine neu entwickelte Technik namens Exoms Sequenzierung , die auf dieser " funktionellen " Teil des Genoms fokussiert . Sie weiter verwendet eine einzigartige Reihe von Datenbanken und " Filter ", um die Suche zu optimieren und Ausblenden von falsch positiven Ergebnissen , die relativ häufig mit der neuen Generation -Technologie , die schnell analysiert Tausende von Gensequenzen sind .
" Genomsequenzanalyse ist ein leistungsfähiges neues Werkzeug in der medizinischen Diagnostik . Die Daten, die er zurückkehrt, kann jedoch schwierig zu interpretieren , vor allem für ultra- seltenen Erkrankungen. Die schnelle Bank - zu-Bett Geschichte des GRIN2A Variation in dieser Familie ist ein Beispiel für das Zusammenwachsen der Kompetenz in der Medizin, der medizinischen Genomforschung und Grundlagenforschung um eine einzige Kind . Das ist die Art der Zusammenarbeit, die in einer Zeit, wo wir kämpfen, um große Datensammelfähigkeitmit der Gesundheit des einzelnen Menschen zu verbinden benötigt werden ", sagte David Adams, MD, PhD, Kinderarzt und Genetiker an biochemischen NHGRI .
Pierson fügte hinzu, dass viele andere Gene mit verschiedenen Formen der in Verbindung gebracht Epilepsie in der Kindheit , aber nur wenige andere Fälle von früh einsetzende epileptischer Enzephalopathie umfasste die GRIN2A Gens. Die GRIN2A Gen beeinflusst elektrochemischen Vorgänge , die den Fluss und die Stärke der elektrischen Impulse im Gehirn beeinflussen.
Nachdem die De-novo- Gendefekt identifiziert , führten die Forscher Experimente im Labor , um das resultierende Protein Dysfunktion und seine Auswirkungen auf die Stromregulierungsmechanismenzu bestätigen.
"Wir haben dann durchgeführt Laborstudien mit mehreren Medikamenten, die bereits von der Food and Drug Administration zugelassen wurden und die wir dachten, könnte die Anfallsaktivität zu blockieren. Memantine , ein Medikament entwickelt, um zu behandeln, Alzheimer-Krankheit Wurde gezeigt, daß eine gewisse Wirkung haben . Dieses Medikament wurde zuvor festgestellt, krampflösende Wirkung in Tiermodellen der Epilepsie und wurde sicher bei Kindern mit Autismus eingesetzt ", sagte Hongjie Yuan , MD, PhD, Wissenschaftler in der Abteilung für Pharmakologie an der Emory University School of Medicine.
Basierend auf den Laborstudien , allmählich Memantin wurde Regime des Patienten , der drei Anti-Anfall Medikamente , die wenig oder keine Kontrolle vorgesehen war beinhaltete. Mit Memantine , die Anzahl der Sicherstellungen sank dramatisch , und zwei der Medikamente wurden abgesetzt .
"Wir glauben, dass diese Mutation GRIN2A initiiert Veränderungen in das Gehirn des Kindes , die hartnäckige Anfälle, die zu seinem schlechten Entwicklung und kognitive Defizite beigetragen geführt ", sagte Pierson . "Es ist denkbar, dass frühere Intervention dieser personalisierten Medizin Ansatz könnte den Verlauf der Erkrankung und möglicherweise neurologische Entwicklung des Kindes verändert haben . Unsere Ergebnisse legen nahe , dass Kinder mit frühen Beginn epileptischer Enzephalopathie sollte die Evaluierung für ähnliche Genvarianten unterziehen , mit der Möglichkeit, mit Memantin oder anderen Anti- Anfall Medikamente zur langfristigen Auswirkungen zu reduzieren. "
Pierson hat seine Arbeit mit der seltenen neurogenetische Erkrankungen diagnostiziert am Cedars-Sinai mit dem Pediatric Neurogenetik und Neuromuskuläre Klinik und seinem Labor in der Regenerativen Medizin Institut fortgesetzt. Pierson war auch ein Co-Autor auf einem kürzlich erschienenen Artikel in Nature Communications von seinem Emory University und NIH Kollegen veröffentlichten , die eine genauere Beschreibung, wie die GRIN2A Mutation Epilepsie bietet .