Forscher an der University of Minnesota haben ein Tiermodell für Forschung Facioscapulohumeral entwickelt Muskeldystrophie ( FSHD ) , für die Muskelregeneration Forschung sowie Studien über die Wirksamkeit potenzieller Therapien für FSHD verwendet werden.
Die Forschung ist in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlicht .
Es gibt keine Behandlung für FSHD , die von vielen angenommen wird, dass die häufigste Form der Muskeldystrophie sein . FSHD ist eine ungewöhnliche genetische Störung , denn anders als die meisten genetischen Krankheiten , wird es nicht durch den Verlust eines funktionellen Gens durch eine Genmutation verursacht , sondern durch die Änderung einer bestehenden Gens . Diese Mutation macht das Gen aktiver sodass Patienten mit FSHD exprimieren ein Protein , genannt DUX4 , die in einer unbekannten Weise mit Muskel Wartung behindert .
" Wir hatten das Gefühl , dass ein Tiermodell würde Fortschritte in Richtung einer Heilung für FSHD aus zwei Gründen zu fördern ", sagte Michael Kyba , Ph.D., Forschungsleiter und Associate Professor in der Medizinischen Fakultät an der Universität von Minnesota. " Erstens würde es uns erlauben, zu verstehen, was DUX4 tut im Muskel um Muskel-Schaden verursachen , und zweitens wäre es ein System , in dem die Wirksamkeit von potenziellen Therapien konnten ausgewertet werden , bevor sie beim Menschen untersucht werden. "
Das Maus-Modell von Kyba und seinem Team entworfen kann der krankheitsassoziierten DUX4 Protein produziert, wenn Mäuse mit Doxycyclin behandelt werden. Die Menge an DUX4 kann durch Variation der Dosis von Doxycyclin gesteuert werden. Die Forscher erwarten, die Mäuse , normal zu sein , bis sie mit Doxycyclin behandelt wurden , aber auch dann, wenn DUX4 war in der "Aus" -Zustand , zeigten Mäuse tiefe Krankheit Effekte , einige im Zusammenhang mit FSHD sowie zusätzliche Effekte nicht in FSHD Patienten gesehen.
"Nichts ist schwarz und weiß in der Biologie ", sagt Kyba . "No -Gen ist wirklich ab, und der Aus-Zustand in diesem Fall ergab sich genug undichte DUX4 Ausdruck , um die Mäuse zu töten. "
Das Team löste dieses Problem , indem das Gen mit dem X-Chromosom . Da Frauen zwei X-Chromosomen , von denen nur eine aktiv in jeder Zelle verwendet wird, sind die weiblichen Mäusen gesund genug ist, um die DUX4 Mäusen ermöglichen, zu reproduzieren , obwohl alle der männlichen Nachkommen mit dem DUX4 Gen starben. Die Tatsache, dass mehrere Ebenen von dem Ausschalten des DUX4 Gens notwendig ist, damit Mäuse überleben zeigten, daß DUX4 ist toxischer als Forschern erwartet.
" Wir haben viel gelernt mit diesem Tiermodell , aber vielleicht der wichtigste Erkenntnis war, was wir beobachten, wenn wir Skelettmuskelstammzellen", sagte Kyba .
Das Team konnte Muskel-Stammzellen zu isolieren von der männlichen Mäusen , bevor sie starb , und wenn sie verpflanzt sie in Muskel beschädigt Empfängermäuse , stellten sie fest , dass die Stammzellen konnten neue Muskeln zu regenerieren. Aber wenn auch niedrige Dosen von Doxycyclin wurden an die Empfänger gegeben, um auf DUX4 in den Skelettmuskel -Stammzellen verwandeln , wurde die Muskelregeneration stark beeinträchtigt . Dies deutete darauf hin , dass ein Defekt in der Skelettmuskelregenerationkann zu Muskelverlust in FSHD beitragen . Die Feststellung, bietet auch eine sehr empfindliche quantitative Auslesen DUX4 Aktivität.
" Dieser Test , bei dem wir zählen neue von transplantierten DUX4 -exprimierenden Muskelstammzellen hergestellt Muskelfasern , wird sehr nützlich sein bei der Prüfung Therapeutika ", sagt Kyba . " Medikamente, die DUX4 Ziel sollte es diese transplantiert DUX4 -exprimierenden Muskelstammzellen , um mehr neue Muskelfasern zu machen. "
Als Forscher entwickeln Medikamente, die die DUX4 Protein zielen , ist die Hoffnung , dass diese Mäuse werden verwendet, um festzustellen, ob solche Medikamente können die Skelettmuskulatur , auch in Gegenwart von DUX4 zu erreichen und ermöglichen Muskelschäden repariert werden .