Заболевания нервно-мышечной системы

Митохондриальные миопатии

В отечественной литературе подробное описание ми-тохондриальных болезней представлено в недавно вышед­шем руководстве, посвященном наследственным болезням нервной системы (Вельтищев и др. 1998). Согласно данно­му руководству, под митохондриальными болезнями пони­мается «гетерогенная группа заболеваний, обусловленных генетическими, структурными и биохимическими дефекта­ми митохондрий». В большинстве своем митохондриаль­ные болезни носят синдромальный характер, при этом мышечная слабость часто занимает одно из ведущих мест в структуре синдромального поражения. Поэтому мы со­чли возможным дать описание этих болезней в данной ча­сти монографии.

Среди митохондриальных миопатии первоначально были выделены мегакониальная (MIM: 255140), плеокони-альная (MIM: 262900) и гиперметаболическая (MIM: 238800) формы миопатии. В первом случае имеет место увеличе­ние размеров митохондрий, во втором — их числа, в тре­тьем — гиперактивность митохондриальных ферментов. Следует отметить, что при некоторых митохондриальных миопатиях у одного и того же больного увеличение числа митохондрий может сочетаться с увеличением их разме­ров. Иногда митохондрии содержат аномальные квадрила-минарные структуры.

Клиническая картина митохондриальных миопатии скла­дывается из слабости мышц, начинающейся с мышц тазово­го пояса, и постепенной их атрофии. Для митохондриальных миопатии характерно медленно прогрессирующее течение. У больных может наблюдаться гипотония, гипорефлексия, за­держка моторного развития, гепатомегалия, макроглоссия. Описаны ранние формы заболевания, напоминающие по кли­ническому течению детскую спинальную амиотрофию Верд-нига-Гоффмана, обычно с летальным исходом. Митохондри-альные миопатии могут проявлять себя клинически не толь­ко синдромом миопатии с диффузной слабостью, но и при­ступами, напоминающими пароксизмальный паралич. Отли­чительной особенностью гиперметаболической миопатии (бо­лезнь Люфта) являются помимо мышечной слабости такие симптомы, как диффузная потливость, полидипсия, астения с резко усиленным основным обменом при нормальной функ­ции щитовидной железы.

Митохондриальные миопатии могут спровождаться тремя типами нарушений на биохимическом уровне: (1) де­фектами в утилизации субстратов, обусловленными недо­статочностью карнитина, карнитин палмитоилтрансфера-зы (см. ниже) или различных компонентов пируват-дегид-рогеназного комплекса; (2) дефектами в митохондриаль­

ной системе окислительного фосфорилирования, как в слу­чае болезни Люфта или при недостаточности мтАТФазы и (3) дефектами в компонентах митохондриальной дыхатель­ной цепи, таких как белок негемного железа (nonheme iron protein), цитохромоксидаза, цитохром р и NADH-CoQ-pe-дуктаза (Land et al., 1981). Наследственные формы мито-хондриальных миопатии не обязательно связаны с дефек­тами в митохондриальной ДНК (мтДНК), а могут быть обус­ловлены доминантными или рецессивными мутациями в аутосомных генах (Harding et al., 1988). В данном разделе мы остановимся на заболеваниях, обусловленных только генетическими дефектами митохондрий, и, кроме того, та­ких, для которых проведена идентификация молекулярно­го дефекта. В значительном проценте случаев при подоб­ных митохондриальных болезнях наблюдается гетероплаз-мия, то есть сосуществование в клетках в различных про­порциях мутантных и нормальных митохондрий. Это свя­зано с особенностями репликации и сегрегации мтДНК.Уро-вень гетероплазмии в разных тканях одного и того же па­циента может быть различен.

Более 15 лет тому назад был полностью секвениро-ван митохондриальный геном, состоящий из 16 569 нукле-отидов и содержащий 22 гена транспортных РНК, 2 гена рибосомальной РНК и 13 белковых генов, кодирующих субъ­единицы пяти комплексов окислительного фосфорилиро­вания. 56 субъединиц этих комплексов кодируется ядер­ными генами. 7 субъединиц NADH-дегидрогеназы комплек­са I дыхательной цепи кодируются митохондриальными ге­нами (MTND1 -7) и около 35 — ядерными. Три субъединицы (I-III) цитохромоксидазы С кодируется митохондриальной ДНК и десять — ядерной. На рис. 18 схематически пред­ставлена организация митохондриального генома и указа­ны мутации, идентифицированные у пациентов с различ­ными типами митохондриальных болезней.
см также Мышечная дистрофия с контрактурами, тип Эмери-Дрейфуса, Х-сцепленная

Метки: миопатия

мутантный ген — DRM

Генетический анализ с использованием 280 микроса-теллитных маркеров, выполненный в большой французской семье, где на протяжении трех поколений наблюдали паци­ентов с десмин-родственной миопатией, позволил локализо (далее…)

Метки: болезни мышц, миопатия

Генотерапия миодистрофии Дюшенна/Беккера

В последние годы большое внимание уделяется разра­ботке методов генотерапии миодистрофии Дюшенна. Эти ис­следования пока не достигли стадии клинических испытаний. Они проводятся на мутантных культурах клеток и модельных линиях экспериментальных животных, в первую очередь на линиях мышей mdx, а также на одной из линий охотничьих собак (золотых ретриверов), у которых также обнаружена мутация в гене дистрофина. При этом были опробованы раз­личные способы введения генетического материала, вклю­чая перенос миобластов, использование ретровирусных и аденовирусных векторов, а также прямую инъекцию плаз-мидной ДНК в мышцы.

Успешный перенос гена дистрофина в составе ретро-вирусного вектора выполнен на культуре клеток млекопита­ющих (Dickson et al., 1991). Наиболее перспективными для переноса 14кб кДНК дистрофина, по-видимому, являются аденовирусные мини-хромосомы, сочетающие в себе элемен­ты плазмидной ДНК, аденовирусные сигналы начала репли­кации и сигналы упаковки, а также содержащие р-галактози-дазный ген-репортер и регуляторные элементы полноразмер­ного гена дистрофина (Kumar-Singh, Chamberlain, 1996). В серии экспериментов на mdx-мышах доказана принципиаль­ная возможность генокоррекции миодистрофии Дюшенна (Acsadi et al., 1991). Появление дистрофина человека в сар­колемме мышечных волокон mdx-мышей наблюдали после введения ретровирусных или аденовирусных генно-инженер­ных конструкций, содержащих полноразмерную кДНК гена дистрофина (14 кб) или его делетированную, но функциональ­но активную форму, так называемый мини-ген размером 6.3 кб (Wells etal., 1992; Сох et al., 1993а; Acsadi et al., 1991; 1995). Мини-ген был сконструирован на базе кДНК пациента с очень мягким течением миодистрофии Беккера, вызван-

ной делецией 46% дистрофина. Эта огромная по протяжен­ности делеция, целиком локализованная внутри стержнево­го домена, практически не затрагивала функциональной ак­тивности белка (England et al., 1990). После внутривенного введения фрагментов гена Dmd в составе рекомбинантного аденовируса наблюдали длительное присутствие экзогенной ДНК в скелетных и сердечной мышцах животных (Srataford-Perricaudet etal., 1992). Повышение экспрессии дистрофина, происходящее у mdx-мышей в результате трансгеноза пол­норазмерного гена Dmd, предотвращает развитие аномаль­ных механических свойств мышц диафрагмы, связанных с их дистрофией (Сох et al., 1993а). При этом 50-кратное уве­личение уровня экспрессии дистрофина не вызывало ника­ких побочных токсических эффектов.

см также Блог о заболеваниях мышц

Метки: Блог о заболевании мышц, болезни мышц, ген, дистрофин, Миодистрофия Дюшена-Беккера, мышца

Нейропатия

Метки: болезни мышц, Нейропатия

Наследственные полинейропатии

Наследственные полинейропатии включают в себя раз­личные формы болезни Шарко-Мари-Тус и синдрома Деже-рина-Сотта. Это большая генетически гетерогенная группа заболеваний со сходной клинической картиной. Патологиче­ский процесс затрагивает главным образом нижний двига­тельный неврон. Страдает либо тело мотонейрона, либо, что бывает чаще, его аксональная часть. Сходство клинических проявлений заключается в симметричности парезов, дисталь-ной их локализации, преимущественным вовлечением в про­цесс перонеальной группы мышц. Моторные нарушения час­то сочетаются с сенсорными расстройствами. Парезы сопро­вождаются мышечными атрофиями, которые в первую оче­редь затрагивают стопы, голени, затем кисти. Соответствен­но первыми снижаются, а затем утрачиваются ахилловы и коленные рефлексы. Дистальные парезы следует рассмат­ривать как дебют заболевания, в дальнейшем в процесс мо­гут вовлекаться мышцы проксимальных отделов и даже туло­вища. Течение наследственных полинейропатий медленно прогрессирующее. Степень прогрессирования и тяжесть за­болевания в значительной мере зависит от типа нейропатии.

(далее…)

Метки: болезни мышц, заболевания мышц, полинейропатия

Генотерапия миодистрофии Дюшенна/Беккера

В последние годы большое внимание уделяется разра­ботке методов генотерапии миодистрофии Дюшенна. Эти ис­следования пока не достигли стадии клинических испытаний. Они проводятся на мутантных культурах клеток и модельных линиях экспериментальных животных, в первую очередь на линиях мышей mdx, а также на одной из линий охотничьих собак (золотых ретриверов), у которых также обнаружена мутация в гене дистрофина. При этом были опробованы раз­личные способы введения генетического материала, вклю­чая перенос миобластов, использование ретровирусных и аденовирусных векторов, а также прямую инъекцию плаз-мидной ДНК в мышцы.

(далее…)

Метки: болезни мышц, миодистрофия, Миодистрофия Дюшена-Беккера

. Иммуногистохимический анализ дистрофина в мышечных клетках мышей линии mdx до (а) и после (б) введения кДНК-овых конструкций гена DMD

В отличие от липосомного способа введения, еще бо¬лее успешной оказалась трансфекция полноразмерной кДНК дистрофина (pHSADy) с помощью синтетических микросфер MF-2 (Баранов и др., 1998; Baranov et al., 1998). После одно¬кратной инъекции MF-2/pHSADy в четырехглавую мышцу бе¬дра введенная конструкция обнаруживается методом ПЦР во многих тканях, включая скелетные мышцы, сердце, мозг, легкие, причем присутствие нагруженных плазмидой микро¬сфер определяется методом флюоресцентной гибридизации in situ (FISH) в 60—70% ядер.

Метки: болезни мышц, ДНК, заболевания мышц, миодистрофия

Проблема генно-инженерной коррекции миодистрофии Дюшенна

Несмотря на эти очевидные успехи, проблема генно-инженерной коррекции миодистрофии Дюшенна еще далека от своего решения. До сих пор ведутся оживленные дебаты исследователей о перспективности генной терапии миодист­рофии Дюшенна по сравнению с клеточной терапией — пе­ресадкой здоровых эмбриональных миобластов. Пока не ут­верждена ни одна программа клинических испытаний гено-терапевтического лечения миодистрофии Дюшенна. Основ­ные проблемы генокоррекции данного наследственного за­болевания связаны с (1) огромным количеством дистрофин-положительных мышечных клеток, (2) сложным характером регуляции экспрессии DMD гена, (3) необходимостью обес­печения системы эффективной доставки гена дистрофина в миофибриллы не только скелетных мышц, но, что особенно важно, в мышцы сердца и диафрагмы, а возможно, и в раз­личные отделы мозга, а также (4) с иммунологическими ос­ложнениями, возникающими при использовании вирусных векторов. В связи с этим наряду с совершенствованием пря­мых, вирус-опосредованных и липосомных способов введе­ния чужеродных ДНК разрабатываются иные подходы к ге­нокоррекции миодистрофии Дюшенна, такие как: использо­вание макрофагов, нагруженных плазмидами; модификация культивированных сателлитных клеток, полученных с единич­ных мышечных волокон; совместное выращивание фибро-бластов и миобластов, их модификация и генетическая транс­формация фибробластов в миобласты; конструирование мини-хромосом, при котором ген дистрофина в составе YAC-вектора вводится в сферобласты и проводится инфузия этой конструкции в культивируемые миобласты.

(далее…)

Генотерапия миодистрофии Дюшенна-Беккера

В последние годы большое внимание уделяется разра­ботке методов генотерапии миодистрофии Дюшенна. Эти ис­следования пока не достигли стадии клинических испытаний. Они проводятся на мутантных культурах клеток и модельных линиях экспериментальных животных, в первую очередь на линиях мышей mdx, а также на одной из линий охотничьих собак (золотых ретриверов), у которых также обнаружена мутация в гене дистрофина. При этом были опробованы раз­личные способы введения генетического материала, вклю­чая перенос миобластов, использование ретровирусных и аденовирусных векторов, а также прямую инъекцию плаз-мидной ДНК в мышцы.

(далее…)

Метки: ген, миодистрофия, Миодистрофия Дюшена-Беккера

Ген, гомологичный З’-концу DMD — DRP2

в области Xq22 идентифицирован другой небольшой ген, гомологичный З’-концу DMD — DRP2 (Roberts et al., 1996). Этот ген занимает 45 кб геномной ДНК, его ко­дирующая область разделена на 24 экзона. Продуктом гена DRP2 является 110-кД белок, состоящий из 956 аминокислот. Ген DRP2 преимущественно экспрессируется в головном и в спинном мозге, и его продуктом является белок, родствен­ный Dpi 16. Прослежена эволюционная связь между дистро-фин-родственными генами млекопитающих и их предшест­венниками у беспозвоночных (Roberts,Bobrow, 1998). По-ви­димому, у большинства беспозвоночных имеется один ген, кодирующий высококонсервативный дистрофин-родственный белок, в дополнение к гену дистробревина (DRP3), имеюще­му более отдаленное сходство с дистрофином. Дистрофин-родственный ген и ген дистробревина произошли от гена-пред­шественника путем более ранней дупликации. У позвоноч­ных дистрофин-родственный ген подвергался серии дупли­каций, приведших к образованию покрайней мере трех от­дельных генов (DMD, UTRN и DRP2), способных выполнять различные специализированные функции.

(далее…)

Метки: ген

Семейство DMD-родственных генов

Обнаружен аутосомный гомолог гена DMD, локализо­ванный в области 6q24, — ген UTRN или DRP1, кодирующий дистрофин-родственный белок с молекулярной массой в 395 кД — утрофин

(далее…)

Метки: ген, миодистрофия

Связь генов, кодирующих белки дистрофин-ассоциированного комплекса, с наследственными заболеваниями

Метки: белок, кардиомиопатия, ламинин, миодистрофия

Структура утрофин-ассоциированного комплекса белков в нейромышечных соединениях

Метки: белок

Линии мышей, моделирующие миодистоофию Дюшенна/Беккера

Успешному анализу особенностей организации гена дистрофина и изучению молекулярных основ патогенеза миодистрофии Дюшенна способствовали параллельные ис­следования, выполненные на модельной линии мышей — mdx. Эта модель была получена в результате отбора мута­ции, спонтанно возникшей в одной из линий мышей дикого типа (Bulfield et al., 1984). В мышцах и в мозге у мышей этой линии резко снижено количестЕО Dmd-мРНК и не об­наруживаются иммунологические формы дистрофина. Идентифицирована нонсенс-мутация в экзоне 23 гена Dmd у животных линии mdx, в результате <оторой транслирует­ся лишь 27% дистрофинового полипептида. У mdx мышей, так же как у больных с миодистрофией Дюшенна, значи­тельно повышен уровень сывороточной креатинкиназы. Несмотря на это, заметных фенотипинеских отклонений от нормы у мутантных мышей не наблодается. Однако при гистологическом исследовании скелетных мышц конечно­стей и диафрагмы животных обнаруживаются зоны экстен­сивной дегенерации и регенерации с многочисленными патологическими признаками мышечной дистрофии, вклю­чая некрозы, вариации по величине мышечных волокон, центральную, а не периферическую локализацию ядер в регенерирующих волокнах. У модельных mdx мышей, так же как и у пациентов с миодистрофией Дюшенна/Беккера, оказывается разрушен ассоциированный с дистрофином гликопротеиновый комплекс.

(далее…)

Метки: mdx, болезни мышц, ген, заболевания мышц, миодистрофия, Миодистрофия Дюшена-Беккера

Конечностно-поясная миодистрофия. аутосомно-рецессивная. формы LGMD2C-2F (саркогликанопатии

Гены, ответственные за более тяжелые формы аутосом-но-рецессивной конечностно-поясной миодистрофии LGMD2C — LGMD2F, кодируют белки саркогликанового дис­трофин-ассоциированного субкомплекса: у-, а-, р- и 8-сар-когликаны соответственно (Roberds et al., 1994; Lim et al., 1995; Bonnemann et al., 1995; Noguchi et al., 1995; Nigro et al., 1996b). Все четыре белка имеют ряд общих характеристик. Они N-гликозилированы, содержат короткий внутриклеточный до­мен, один трансмембранный и большой внеклеточный доме­ны с С-терминальным кластером цистеиновых остатков.

(далее…)

Метки: болезни мышц, ген, миодистрофия

Дистрофин-ассоциированный комплекс белков

Метки: белок

Атрофия зрительного нерва при синдроме Лебера

Атрофия зрительного нерва при синдроме Лебера часто со­четается с неврологической симпоматикой в виде ранней дистонии, периферической полиневропатии, тремора, атак­сии. Заболеванию могут сопутствовать головные боли, сер­дечная аритмия. Наиболее частыми при синдроме Лебера являются нуклеотидные замены в положениях 11778, 3460, 15257 и 14484 мтДНК. Эти мутации рассматриваются в каче­стве первичных, и они обнаруживаются более чем у 90% па­циентов с митохондриальной формой этого заболевания. Кроме того, описано около 20 других точковых мутаций в ге­нах MTND1-7, которые также приводят к атрофии зрительно­го нерва. Эти мутации рассматриваются в качестве вторич­ных, так как при их сочетании с первичными мутациями фор­мируется плейотропный фенотип синдрома Лебера.

Другие мутации в мтДНК (делеций, дупликации, точко­вые мутации), приводящие к дефициту одного или несколь­ких ферментов в митохондриальной респираторной цепи, являются первичными молекулярными дефектами при раз­личных наследственных болезнях, получивших название ми­тохондриальных энцефаломиопатий (Shoffner, Wallace, 1995). Как правило, это мультисистемные заболевания с преиму­щественным вовлечением в патологический процесс высо­ко-аэробных, постмитотических тканей, таких как сердечная и скелетные мышцы, а также центральная нервная система. Точковые мутации в мтДНК, кодирующей тРНК, также явля­ются частой причиной таких болезней. Более 25 мутаций за­регистрировано в 10 из 22 митохондриальных генов тРНК (Wallace et al., 1995). Некоторые из этих мутаций связаны с неврологическими синдромами, такими как митохондриаль­ные энцефаломиопатий включая лактоацидоз в сочетании с инсульт-подобными эпизодами — MELAS синдром; миокло-нус-эпилепсия с «рваными» красными волокнами мышц, об­разование которых обусловлено скоплением аномальных ми­тохондрий по краю мышечного волокна — MERRF-синдром; прогрессирующая офтальмоплегия — СРЕО-синдром.

Метки: атрофия, синдром Лебера

Митохондриальные миопатия

В отечественной литературе подробное описание ми-тохондриальных болезней представлено в недавно вышед­шем руководстве, посвященном наследственным болезням нервной системы (Вельтищев и др. 1998). Согласно данно­му руководству, под митохондриальными болезнями пони­мается «гетерогенная группа заболеваний, обусловленных генетическими, структурными и биохимическими дефекта­ми митохондрий». В большинстве своем митохондриаль­ные болезни носят синдромальный характер, при этом мышечная слабость часто занимает одно из ведущих мест в структуре синдромального поражения. Поэтому мы со­чли возможным дать описание этих болезней в данной ча­сти монографии.

(далее…)

Метки: www.bolezni-mishc.com, Блог о заболевании мышц, заболевание, заболевания нервно-мышечные, миопатия

Анализ корреляций генотип-фенотип. Дюшенно-подобные аутосомно-реиессивные миопатии

Анализ корреляций между клиническим течением ми­одистрофии Дюшенна/Беккера и делециями без сдвига рам­ки считывания, затрагивающими специфические домены белкового продукта DMD, позволяет строить своеобразную «патофункциональную» карту дистрофина (Ahn, Kunkel, 1993). Показано, что N-концевые делеций приводят к гете­рогенным, но достаточно серьезным формам Беккера. Делеций проксимальной части стержневого домена связа­ны с очень мягким или атипичным фенотипом, тогда как Дистальные делеций этого же домена дают типичные фор­мы Беккера. За некоторым исключением делеции двух С-концевых доменов реализуются в виде миодистрофии Дю­шенна.

(далее…)

Метки: Блог о заболевании мышц, дистрофия, миодистрофия, Миодистрофия Дюшена-Беккера

Связи между белками дистрофин-ассоциированного комплекса

Метки: белок, дистрофин