Muskeldystrophie Forscher Mit Firefly Protein zu leuchten Degenerierende Muskeln bei Mäusen

Stanford University School of Medicine Wissenschaftler haben ein Mausmodell erstellt Muskeldystrophie in dem degenerierenden Muskeln abgibt sichtbares Licht.

Der beobachtete Lumineszenz nur beschädigte Muskelgewebe und in direktem Verhältnis zur Gesamtschadenin diesem Gewebe nachhaltig und ermöglicht eine genaue Überwachung der Krankheit Fortschritte in den Mäusen auf, sagen die Forscher.

Obwohl diese Technik nicht in Menschen eingesetzt werden können, eröffnet sie die Möglichkeit, schnellere , billigere und bessere Beurteilung der Wirksamkeit von therapeutischen Arzneimitteln . Das neue Mausstamm wird bereits eingesetzt, um Stammzellen zu testen und Gentherapie Ansätze für Muskeldystrophien sowie Wirkstoffkandidaten jetzt in klinischen Studien , sagte Thomas Rando , MD, PhD, Professor für Neurologie und neurologische Wissenschaften und Direktor des Stanford Glenn Laboratories für Biologie des Alterns .

Rando ist der leitende Autor der Studie, die online im Amtsblatt Journal of Clinical Investigation ,Gründung des experimentellen Maus-Stamm , in dem ein eingefügtes Gen für Luciferase codiert, das Protein, das bewirkt, dass Glühwürmchen Schwänzen zu leuchten , ist sein Labor zu beschreiben ist nur in einer wichtigen Klasse von seltenen Stammzellen, die kollektiv als Reservearmee von potenziellen dienen aktiviert neues Muskelgewebe . Unter normalen Umständen ist diese Muskelstammzellen oder " Satellitenzellen , " ruhig sitzen neben Muskelfasern. Aber Muskel Verletzung oder Degeneration auffordert Satellitenzellen zur Teilung beginnen und dann sich selbst in beschädigten Fasern zu integrieren , die Reparatur des Muskelgewebes.

Muskeldystrophie ist eine genetisch übertragen wird, fortschreitende Erkrankung , deren Markenzeichen ist die Degeneration von Muskelgewebe. Es gibt viele verschiedene Formen , deren Schwere , die Zeit des Einsetzens und Bevorzugung einer Gruppe von Muskeln gegenüber einem anderen hängt von dem Gen defekt . Aber in der Regel beginnt die Krankheit gut entwickeln , bevor Symptome auftauchen .

Da die Muskelfasern von jemandem mit Muskeldystrophie absterben , in der Nähe Satelliten-Zellen - die in der Regel im Gewebe ruhenden - beginnen die Replikation in einem Versuch, die verlorene Muskelgewebe ersetzen. " Aber am Ende , Versuch Satellitenzellen " , um Gewebe wiederhergestellt wird überwältigt ", sagte Rando , der Gründungsdirektor des Stanford Muscular Dystrophy Association Klinik ist .

Keine wirklich wirksame Behandlungen für Muskeldystrophie existieren. "Drug Therapien jetzt Muskeldystrophie verfügbaren Symptome zu reduzieren ein wenig, aber nichts tun, um zu verhindern oder langsame Fortschreiten der Krankheit ", sagte Rando . Testen eines Arzneimittels Fähigkeit zu verlangsamen oder zu verhaften Muskeldystrophie in einem der vorhandenen Mausmodellen bedeutet opfern ein paar von ihnen alle paar Wochen und Durchführung arbeitsintensiv, zeitaufwändig mikroskopische und biochemische Untersuchungen der Muskel - Gewebeproben von ihnen genommen , er genannten .

So Rando beschlossen, eine bessere Maus zu entwerfen. Dutzende von Mausmodellen für verschiedene Sorten von Muskeldystrophie, entworfen, um verschiedene Formen der Krankheit am besten widerspiegeln , gibt es bereits. Rando -Team entschied sich, mit einem Stamm , dessen menschliche Analog heißt Gliedergürtel- Muskeldystrophie gestartet. Diese stetig fortschreitende Form der Erkrankung , deren klinische Manifestationen der Regel sind die meisten in Beinmuskeln in der Nähe der Oberkörper ( Oberschenkel gegen Wade, oder Oberarm gegen Unterarm) ausgesprochen wird, beginnt in der zweiten oder dritten Lebensjahrzehnt , nach der Muskel-Gebäude Platzen der Kindheit ist weitgehend abgeschlossen.

Von diesem "Starter" Mausstamm , Rando -Team entwickelte eine andere Stamm von Mäusen , die anfällig für die gleichen Krankheitsverlauf waren , aber deren Muskelzellen das Luciferase-Gen enthielt . Wenn diese Mäuse sind 2 Monate alt, Rando und seine Mitarbeiter nutzen ein ausgeklügeltes Labortechnik , um die Luciferase-Gen in die Mäuse die Satellitenzellen aktivieren .

Sobald ein Luciferase-Gen liegt in einer Satellitenzelle aktiviert , bleibt sie "auf " permanent in der Zelle und in allen seinen Nachkommen , einschließlich reifer Muskelzellen , wodurch sie zu leuchten , wenn die Mäuse eine Verbindung, die aus gibt Licht in der Gegenwart gegeben Luciferase . So , wie der Muskeldystrophie Fortschritte in der neuen Maus-Stamm , der Schaden zugefügt auf Muskelfasern und die damit verbundene Einstellung von benachbarten Satelliten- Zellen führte zu der betroffenen Muskulatur zunehmend Leucht . Diese Lumineszenz , die durch die Haut der Mäuse zu beobachten war , war stark genug, um zu überwachen und zurückzuführen auf eine genaue anatomische Lage durch eine hochempfindliche Kamera.

Invasive mikroskopischen und biochemischen Methoden sind erste Lage, Krankheitssymptome bei Mäusen mit der Gliedergürtel -Analog -Stamm erkennen, wenn sie etwa 6 Monate alt sind. Im Gegensatz dazu , mit dieser neuen Methode , die Stanford-Team konnte buchstäblich "sehen", die ersten Anzeichen der Krankheit Manifestation schon nach 3 Monaten.

Rando und seine Kollegen bestätigten die Gültigkeit ihrer Lumineszenz -Assay mit parallelen Untersuchungen der Mäuse durch Standard -Mikroskopie und biochemische Analyse . Sie bestätigten auch , in potentiell lumineszier aber ansonsten normalen Mäusen nicht von Progressive Muskel Verschlechterung leiden , ist normalerweise ruhig , dass gesundes Muskelgewebe. Bei diesen Mäusen beobachteten die Wissenschaftler der Stanford vernachlässigbar Lumineszenzabgabe was die weniger als 1 Prozent aller Zellen im Muskelgewebe , die Satellitenzellen sind .

"In diesen Leucht Mäusen konnten wir bauen die Krankheit der pathologischen Veränderungen , lange bevor sie auf andere Weise zu sehen war ", sagte Rando . " Die Anzeige war so empfindlich, könnten wir diese Änderungen in einem Zeitraum von zwei Wochen zu beobachten. Nicht nur das, aber wir haben unsere Messungen sofort , ohne Tötung der Mäuse . "

Der neue Test die Geschwindigkeit, Genauigkeit und relativ Nichtinvasivität wird das Tempo der präklinischen Arbeiten voranzubringen , sagte Rando . " Eine Menge von Kopf-an- Kopf-Vergleiche von Muskel- Dystrophie Therapien einschließlich Arzneimittel bereits in klinischen Studien als auch Stammzelltherapie und Gentherapie am nahen Horizont , kann nun durchgeführt werden , die nicht vorher versucht hätte , weil sie wäre zu teuer und zeitaufwändig sie die Mühe wert zu machen gewesen. "