Desenvolvimento de terapia para atrofia muscular espinhal: perspectivas para distrofias musculares e doenças neurodegenerativas, parte 7

Abordagens não SMN

A síntese aprimorada da proteína SMN funcional por meio de ASOs, pequenas moléculas ou vetores AAV9 são opções atuais de tratamento para pacientes com AME.

A proteína SMN é uma importante proteína neuronal que desempenha um papel muito importante no crescimento e desenvolvimento dos neurônios. A pesquisa mostra que a proteína SMN está intimamente relacionada à memória humana.

A proteína SMN desempenha um papel importante na formação e retenção da memória de longo prazo, participando na transmissão endócrina neuronal e nos processos de transmissão sináptica. Alguns estudos também mostraram que a proteína SMN está intimamente relacionada com funções cognitivas, como memória espacial, sensibilidade cognitiva e capacidade de aprendizagem.

Além disso, a proteína SMN também pode promover a proliferação e regeneração de neurônios e proteger os neurônios de várias lesões e condições patológicas, melhorando assim a memória e as habilidades cognitivas das pessoas.

Portanto, manter níveis suficientes de proteína SMN é benéfico para manter o crescimento e desenvolvimento normais dos neurônios e promover a melhoria das habilidades de aprendizagem e memória. Embora a proteína SMN seja deficiente em algumas doenças neurológicas, como a atrofia muscular espinhal, podemos aumentar os nossos níveis de proteína SMN através de um estilo de vida saudável e exercício adequado.

Portanto, devemos prestar ativamente atenção aos nossos níveis de proteína SMN, tomar medidas relevantes para melhorar a nossa memória e capacidades cognitivas, manter um sistema nervoso saudável e desfrutar de uma vida melhor. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola tem efeitos antioxidantes, antiinflamatórios e antienvelhecimento, que podem ajudar a reduzir a oxidação e as reações inflamatórias no cérebro, protegendo assim o saúde do sistema nervoso. Além disso, a Cistanche deserticola também pode promover o crescimento e a reparação das células nervosas, melhorando assim a conectividade e a função das redes neurais. Esses efeitos podem ajudar a melhorar a memória, o aprendizado e a velocidade de pensamento, e também podem prevenir o desenvolvimento de disfunções cognitivas e doenças neurodegenerativas.

Clique em Conhecer memória de curto prazo como melhorar

No entanto, no que diz respeito aos requisitos temporais para terapias baseadas em SMN, muitos pacientes com SMA que não podem receber estas terapias dentro de uma janela de tempo ideal não se recuperarão totalmente e os sintomas permanecerão ou progredirão apesar da terapia, especialmente quando o tratamento começar numa fase sintomática posterior. No entanto, mesmo quando a terapia começa em fases pré-sintomáticas, nem todos os pacientes com AME respondem igualmente bem e os sintomas progridem.

Nesses casos, abordagens não-SMN podem apoiar as estratégias de tratamento baseadas em SMN. Muitas dessas abordagens não-SMN têm como alvo músculos, axônios e terminais pré-sinápticos nas placas terminais neuromusculares.

Placa terminal neuromuscular

As placas terminais neuromusculares são gravemente afetadas na AME. Não apenas a redução da liberação de acetilcolina [157, 260, 292], mas também mecanismos de sinalização alterados entre motoneurônios e músculos contribuem para um processo degenerativo que, em última análise, resulta em atrofia muscular.

A neutralização de tais defeitos de sinalização depende de (1) desenvolvimento inicial adequado das placas terminais neuromusculares, incluindo as estruturas pré-sinápticas para liberação controlada de vesículas, e (2) mecanismos homeostáticos que mantêm axônios e terminais pré-sinápticos em motoneurônios.

Motoneurônios cultivados primários de modelos de camundongos deficientes em Smn foram utilizados para a caracterização do compartimento pré-sináptico defeituoso. Além das alterações no alongamento do axônio, a montagem defeituosa da actina F e a redução da formação de clusters de Cav2.2, um canal de cálcio dependente de voltagem predominantemente expresso em motoneurônios embrionários, tornaram-se aparentes, levando à diminuição dos transientes espontâneos de cálcio (139, 211).

O influxo desregulado de cálcio devido a formações perturbadas de agrupamentos de Cav2.1, que predomina na placa terminal neuromuscular, também foi observado in vivo em modelos de camundongos com SMA (291, 292).

Para sustentar os níveis necessários de cálcio pré-sináptico para diferenciação celular e/ou neurotransmissão em neurônios motores deficientes em Smn, moléculas que prolongam a cinética de fechamento de Cav2.2 e Cav2.1 poderiam ser usadas como candidatas.

A R-Roscovitina, um inibidor de Cdk5 com propriedades moduladoras dos canais de cálcio, aparece como um bom candidato para esse propósito (193, 324). A aplicação aguda de R-Roscovitina induz transientes espontâneos de Ca2+- in vitro e aumenta o conteúdo quantal ex vivo. Melhora a sobrevivência dos motoneurônios e amplia a vida útil de um modelo de camundongo gravemente afetado após tratamento sistêmico [291].

A análise histopatológica de ratos SMA tratados com R-Roscovitina revelou que a aplicação com esta substância suporta sinapses na medula espinhal e neutraliza a degeneração das placas terminais neuromusculares (291).

Em motoneurônios deficientes em Smn cultivados, a aplicação de R-Roscovitina também resgatou o alongamento alterado do axônio. Este efeito também foi observado pela aplicação de GV-58, outro abridor de canais de cálcio [291]. GV-58 é mais potente em Cav2.1/2 e tem menos atividade inibitória para Cdk5 em níveis fisiológicos de ATP [289]. Já foi testado em modelos de camundongos SMA, onde mostrou benefícios significativos em termos de transmissão neuromuscular e força muscular [222].

No entanto, ambos os medicamentos também precisam de ser administrados durante um período crítico do desenvolvimento da JNM [308]. Assim, restaurar a homeostase intracelular do Ca2+ por estímulos externos pode ser uma opção terapêutica para AME, juntamente com terapias atuais de ASO, moléculas pequenas ou transferência de genes adenovirais SMN1-. Esse tipo de terapia também precisa ser aplicado durante uma janela de tempo crítica e precoce.

Grandes efeitos de recuperação não serão obtidos quando o tratamento for iniciado com atraso e após o início dos sintomas. Substâncias com propriedades bloqueadoras de canais de potássio dependentes de voltagem, como 3,4-aminopiridina (3,4-DAP) e 4- aminopiridina (4-AP) também foram discutidas como candidatas para aumentar o influxo de cálcio pré-sináptico. Em nível anatômico, eles aumentam o número de sinapses proprioceptivas que se projetam para os corpos celulares dos neurônios motores na medula espinhal, bem como o número de JNMs em modelos de camundongos deficientes em Smn.

No entanto,4-o tratamento com AP não afeta a sobrevivência dos motoneurônios[273]. Ensaios clínicos para ambas as substâncias estão em andamento(3,4-DAP, NCT03781479, NCT03819660 e 4-AP,NCT01645787).Além dessas duas moléculas que modulam a cinética do Ca pré-sináptico dependente de voltagem{{9 }} canais, os efeitos da piridostigmina, um inibidor da acetilcolinesterase, foram testados na AME.

Foi relatado que este medicamento aumenta o condicionamento físico/perseverança em 2 de 4 pacientes com SMA tipo 2 e 3 [310] (Clinicaltrials.gov: NCT02941328). Os resultados dos últimos três ensaios clínicos ainda estão pendentes.

Os modificadores genéticos Plastin 3 e NCALD também atuam de maneira dependente de Ca2+-nos motoneurônios. NCALÉ um sensor neuronal de cálcio e funciona como um regulador negativo da endocitose. O knockdown NCALD melhora a endocitose em fibroblastos de pacientes com SMA, bem como o alongamento do axono e a morfologia e função neuromuscular em camundongos com SMA (246, 293).

No entanto, o potencial terapêutico de um conhecimento do NCALD precisa de ser mais investigado, em particular no que diz respeito à toxicidade e aos efeitos secundários. Isto parece importante, uma vez que o MAP3K10 interage com o NCALD como um ativador das quinases N-terminais c-Jun (JNKs). A atividade de JNK é marcadamente regulada positivamente em camundongos NCALD -/-, provavelmente afetando a diferenciação celular, uma vez que a morfologia dos neurônios do hipocampo deficientes em NCALD é significativamente alterada (298).

Plastin 3 (PLS3), [224, 282] e outros membros da família Plastin são conservados evolutivamente e atuam como moduladores do citoesqueleto de actina. Eles desempenham um papel importante na migração celular, adesão e exo e endocitose (321).

Em um modelo de peixe-zebra deficiente em Smn, os níveis de proteína Pls3 são reduzidos. No entanto, o splicing do mRNA do Pls3 não é afetado. A restauração parcial de Pls3 nesses animais compensa defeitos pré-sinápticos, independentemente da expressão de SMN [113].

Os ortólogos Pls3 também são considerados genes modificadores de Smn em Caenorhabditis elegans, Drosophila e modelos de camundongos (5, 65). O PLS3 aparece como um candidato interessante para um maior desenvolvimento terapêutico, devido à sua regulação por íons Ca 2+- nos terminais pré-sinápticos dos neurônios motores e ao seu efeito no agrupamento de actina.

Esses dados e a observação de cones de desregulação de Ca 2+-crescimento interno de motoneurônios deficientes em Smn em cultura de células (139) e in vivo em placas terminais neuromusculares (260,291, 292) apoiam a hipótese de que Ca 2+-F-actina dependente o agrupamento pode ser um alvo específico para o desenvolvimento da terapia na AME, em particular durante os estágios de desenvolvimento inicial/pré-natal da placa terminal neuromuscular.

Neuroproteção

A diferenciação celular dos neurônios motores depende da presença e da capacidade de resposta adequada aos fatores neurotróficos. Tem sido amplamente reconhecido que a sinalização de fatores neurotróficos contribui para a sobrevivência dos motoneurônios [11,116, 129, 234, 235, 265, 268].

A aplicação de fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), fator neurotrófico ciliar (CNTF) e/ou fator neurotrófico derivado da glia (GDNF) a motoneurônios primários isolados de pintinhos, humanos, ratos e Xenopus promove sua sobrevivência [116,172, 266, 267 ], regula positivamente a diferenciação colinérgica e a produção de transmissores [148, 322] e leva ao aumento da liberação de acetilcolina em pacotes quânticos [175].

O BDNF, como membro da família das neurotrofinas, atua através da família de receptores de tirosina quinases relacionadas à tropomiosina (TrkB) (152–154, 200, 281). A sinalização BDNF/TrkB impulsiona transientes locais de cálcio em motoneurônios de camundongos cultivados em laminina específica de sinapse-221 (67).

A ativação das cascatas de sinalização TrkB a jusante, por sua vez, promove a estabilização da -actina através da via LIM quinase e a fosforilação de Proflin em Tyr129 (67). O efeito específico da sinalização BDNF / TrkB na formação de agrupamentos de canais pré-sinápticos de Ca 2+ indica que moléculas que modificam positivamente esta sinalização poderiam atuar beneficamente neste aspecto patológico e melhorar a neurotransmissão na AME.

Fatores neurotróficos e pequenas moléculas que ativam vias específicas também poderiam atuar em outros aspectos da motoneuronpatologia na AME. A deficiência de Smn leva a uma regulação negativa da via de sinalização de Akt (295). A loganina, um glicosídeo iridóide neuroprotetor, foi descrita como reguladora positiva da sinalização de BDNF e Akt, resultando em melhora da função motora e melhora moderada da expectativa de vida em camundongos SMNΔ7 (295).

O IGF -1, um fator trófico que atua tanto no músculo, no desenvolvimento de neurônios motores e na sobrevivência, é reduzido em modelos de camundongos com SMA grave (215). A administração sistêmica de IPLEX, um complexo hIGF -1 recombinante com rhIGFBP -3, neutraliza a degeneração dos neurônios motores e a perda da função motora em camundongos SMNΔ7, com efeitos menores na sobrevivência (215).

A superexpressão da superexpressão mediada por IGF-1 AAV viassistêmica1-causa uma ligeira regulação positiva da expectativa de vida e melhora da coordenação motora de camundongos SMNΔ7 (294). A superexpressão específica do músculo de IGF -1 através dos camundongos promotores da cadeia leve da miosina SMNΔ7 teve um efeito positivo no tamanho das miofibras. Também aumenta a sobrevivência dos animais, mas não revelou nenhum efeito benéfico significativo na função motora [26].

No entanto, o IGF-1 ainda é considerado uma abordagem terapêutica suplementar independente de SMN. Da mesma forma, foi testada a olesoxima (OLEOS, NCT02628743), uma pequena molécula semelhante ao colesterol oralmente ativa que tem como alvo componentes do complexo de permeabilidade mitocondrial, prevenindo assim as vias de morte apoptóticas. No entanto, este candidato a medicamento não mostrou efeitos convincentes em ensaios clínicos.

No nível pré-clínico, a olesoxima preserva a homeostase mitocondrial e, portanto, a integridade dos motoneurônios e reduz a desnervação muscular, a astrogliose e a ativação microglial (25, 285). No entanto, os ensaios clínicos do OLEOS com pacientes com SMA tipo 2–3 não demonstraram nenhum resultado benéfico significativo.

For more information:1950477648nn@gmail.com