هنا، نقدم التوصيف الجزيئي لdytrophin 38 التعبير باستخدام تسلسل سانجر، RT-PCR، وغرب النشاف في التجارب السريرية.
دوشين ضمور العضلات (DMD) هو مرض العضلات التنكسية التي تسبب فقدان تدريجي للكتلة العضلية, مما يؤدي إلى الوفاة المبكرة. الطفرات غالبا ما تسبب إطار القراءة مشوهة وcodons وقف سابق لأوانه، مما أدى إلى نقص شبه كامل من بروتين ديستروفين. ويمكن تصحيح إطار القراءة باستخدام oligonucleotides المضادة للsense (AONs) التي تحفز exon تخطي. وقد ثبت أن موربولينو AON viltolarsen (الاسم الرمزي: NS-065/NCNP-01) للحث على exon 53 تخطي، واستعادة إطار القراءة للمرضى الذين يعانون من الحذف إكسون 52. لقد قمنا مؤخرًا بإدارة NS-065/NCNP-01 عن طريق الوريد لمرضى DMD في تجربة استكشافية بدأها المحقق، وأول تجربة في الإنسان من NS-065/NCNP-01. في هذه المقالة الأساليب، نقدم التوصيف الجزيئي للتعبير ديستروفين باستخدام تسلسل سانجر، RT-PCR، وغرب النشاف في التجارب السريرية. كان توصيف تعبير الديستروفين أساسيًا في الدراسة لإظهار الفعالية حيث لم يتم إجراء اختبارات نتائج وظيفية.
دوشين ضمور العضلات (DMD) هو مرض العضلات التنكسية مما تسبب في فقدان تدريجي للكتلة العضلية, فشل في الجهاز التنفسي, واعتلال عضلة القلب, ويؤدي إلى الوفاة المبكرة1. ويتسبب هذا المرض بسبب عدم وجود العضلات الهيكلية الكبيرة ديستروفين بروتين2. الطفرات في الجين DMD على الكروموسوم X هي المتنحية، ويؤثر المرض 1 في 3500-5000 الذكور حديثي الولادة3،4،5. الطفرات غالبا ما تكون كبيرة الحذف في منطقة ساخنة بين exons 44 و 55 التي تؤدي إلى إطار القراءة مشوهة وcodons وقف سابق لأوانه، مما تسبب في تسوس هراء بوساطة ونقص كامل تقريبا من بروتين ديستروفين6,7,8. يمكن تصحيح إطار القراءة باستخدام oligonucleotides antisense (AONs) التي تحفز exon تخطي واستعادة إطار القراءة، واستعادة جزئيا التعبير ديستروفين وتأخير تطور المرض9،10،11. وmorpholino AON eteplirsen, الذي تمت الموافقة عليه مؤخرا من قبل وكالة المخدرات الاتحادية (FDA), يدفع تخطي إكسون 51 ويمكن استعادة إطار القراءة في المرضى الذين يعانون من exon 52 الحذف12,13. ومع ذلك، exon 53 تخطي يعيد إطار القراءة للمرضى الذين يعانون من exon 52 الحذف، وأنه يمكن أن يحتمل أن علاج ما يقرب من 10٪ من المرضى DMD14. وقد تبين أن المخدرات morpholino AON NS-065/NCNP-01 للحث على exon 53 تخطي في الخلايا البشرية، ونحن مؤخرا تدار NS-065/NCNP-01 لمرضى DMD في المرحلة 1 مفتوحة التسمية جرعة التصعيد التجارب السريرية (المشار إليها فيما يلي باسم “الدراسة”) (مسجلة باسم UMIN: 000010964 و ClinicalTrials.gov: NCT02081625)14. وأظهرت الدراسة زيادة تعتمد على الجرعة من exon 53 تخطي على أساس RT-PCR ومستويات البروتين ديستروفين على أساس النشاف الغربية، ولم يلاحظ أي أحداث المخدرات الضارة الشديدة أو التسرب14.
في جميع التجارب السريرية، وتحليل النتائج هي ذات أهمية قصوى. بالنسبة للتجارب السريرية DMD، لا يزال النقاش مستمرا بشأن أفضل طريقة لإظهار فائدة العلاج. الاختبارات السريرية مثل اختبار المشي لمدة 6 دقائق لها بعض العيوب. يمكن إجراء التوصيف الجزيئي للتعبير ديستروفين باستخدام عدة طرق، مثل RT-PCR، qPCR، الرقمية-PCR، النشاف الغربية، والكيمياء المناعية. ومع ذلك، فإن مدى استعادة التعبير البروتيني المطلوب لنقل فائدة سريرية لا يزال غير واضح. في هذه المقالة الأساليب، ونحن وصف بالتفصيل RT-PCR والغربية أساليب النشاف المستخدمة لتحديد تخطي exon ومستويات البروتين، على التوالي، في المرحلة 1 محاكمة AON تخطي المخدرات NS-065/NCNP-0114.
وقد أنتجت التجارب السريرية من DMD كل من النجاحات والفشل في السنوات القليلة الماضية. كل من RT-PCR و blotting الغربية هي تقنيات شائعة لتقييم الكفاءة تخطي ولدت من قبل المركبات exon تخطي تدار للمرضى. ومع ذلك، تم الإبلاغ عن الإفراط في تقدير كفاءة تخطي الـ RT-PCR مقارنة بـ PCR15الرقمية. وعلى الرغم من أن هذا يرجع إلى عدد من الأسباب، إلا أنه يحدث في المقام الأول عن طريق زيادة كفاءة تضخيم الأجزاء الأصغر التي تم تخطيها أثناء دورات PCR. ويبدو أن RT-PCR المستخدمة في هذه التجربة السريرية ولدت أيضا أعلى تخطي الكفاءة مقارنة مع تعبير البروتين المقدرة من قبل النشاف الغربية. وفقا لإدارة الأغذية والعقاقير، وهذا هو وسيلة أكثر موثوقية لتحديد كمي استعادة الديستروفين12. ومن ثم، ينبغي توخي الحذر عند تفسير النتائج التي تتخطى فيها RT-PCR؛ ومع ذلك لا يزال يمكن مقارنة العينات. العينات التي تظهر أعلى تخطي الكفاءة استناداً إلى نتائج RT-PCR عادةً ما تكون أعلى مستويات التعبير البروتين في تحليلات لطخة الغربية.
وبما أن جميع المرضى في التجارب السريرية DMD لا تملك نفس نمط الحذف، يمكن أن يكون من الصعب تصميم التمهيديات والتحقيقات التي هي محددة بشكل كاف لأداء الرقمية أو qPCR على جميع العينات. وبالتالي، RT-PCR لا يزال بديلا جيدا لتقييم أول للكفاءة تخطي. قبل أن تبدأ التجربة السريرية لNS-065/NCNP-01 ، كان من الممل تقييم الكفاءة تخطي كل مريض في المختبر لأن إما خزعة العضلات أو الجلد كانت إلزامية لتوليد myoblasts خاصة بالمريض. ومع ذلك، فقد نشرنا مؤخرا تقنية جديدة لتوليد المرضى الخاصة MYOD1 تحويلها، البول المستمدة من الخلايا (UDCs) باعتبارها رواية DMD العضلات الخلية نموذج16. وبالتالي ، مطلوب البول فقط التي تم جمعها من المريض لتوليد myoblasts ، وليس هناك إجراء الغازية اللازمة. ونحن نعتقد أن هذه الطريقة يمكن استخدامها لفحص AONs مختلفة في الخلايا الخاصة المريض. وعلاوة على ذلك، يمكن اختبار البدايات المختلفة والتحقيقات قبل أن يبدأ المريض أي تجربة سريرية. وهذا يمكن أن يسهل استخدام qPCR أو PCR الرقمية لاتخطاء القياس في التجارب السريرية DMD في المستقبل.
لإجراء تحليل البقعة الغربية في هذه التجربة السريرية، تم استخدام جسم مضاد واحد ضد ديستروفين، وتم استخدام واحد فقط من السيطرة الصحية كعينة مرجعية. ومن ثم، لم يتم التحقق من خصوصية الجسم المضاد بشكل مناسب. هذا، جنبا إلى جنب مع حقيقة أن الجسم المضاد يعترف فقط المجال C-المحطة الطرفية من ديستروفين، هو الحد من البروتوكول. أكثر صحة الضوابط والهيئات المضادة الموجهة ضد مجالات مختلفة من جزيء ديستروفين هي المستحسن في المستقبل.
هنا، لخصنا البروتوكولات التي استخدمت في التجربة الاستكشافية التي بدأها المحقق مؤخراً وأول تجربة في الإنسان لـ NS-065/NCNP-01. NS-065/NCNP-01 يحتمل أن تنطبق على 10.1٪ من المرضى الذين يعانون من DMD.
The authors have nothing to disclose.
ونحن ممتنون للدكتور تاكاشي سايتو، والدكتور تيتسويا ناغاتا، والسيد ساتوشي ماسودا، والدكتور إيري تاكيشيتا على المناقشة العلمية.
100 bp DNA Ladder | Takara | 3407A | marker solution for MultiNA |
1mol/l-Tris-HCl Buffer Solution(pH 7.6) | Nacalai | 35436-01 | |
2-mercaptoethanol | Nacalai | 21418-42 | |
2-Methylbutane (Isopentane) | Sigma-Aldrich | 15-2220 | |
5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube | Falcon | 352235 | |
6× Loading Buffer | Takara | 9156 | |
Agarose ME | Iwai chemical | 50013R | |
Applied Biosystems 3730 DNA Analyzer | Applied Biosystems | A41046 | |
BD Matrigel Matrix | BD Biosciences | 356234 | |
BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit | Applied Biosystems | 4337455 | |
Bovine Serum Albumin solution | Sigma-Aldrich | A8412 | |
Bromophenol blue | Nacalai | 05808-61 | |
Centri-Sep 96-Well Plates | Applied Biosystems | 4367819 | |
cOmplete Protease Inhibitor Cocktail | Roche | 4693116001 | |
DMEM/F-12 | Gibco | 11320033 | |
ECL Prime Blocking Reagent | GE healthcare | RPN418 | |
ECL Prime Western Blotting Detection Reagent | GE healthcare | RPN2232 | |
Endo-Porter | GeneTools | 2922498000 | |
Experion Automated Electrophoresis Station | Bio-Rad | 7007010 | Microchip electrophoresis system A |
Experion DNA 1K Analysis Kit for 10 Chips | Bio-Rad | 7007107JA | |
Experion Priming Station | Bio-Rad | 7007030 | |
Experion Vortex Station II | Bio-Rad | 7007043 | |
Extra Thick Blot Filter Paper | Bio-Rad | 1703965 | |
EzBlot | Atto | AE-1460 | |
GelRed Nucleic Acid Gel Stain | Biotium | 41003 | |
glass vial | Iwaki | 1880 SV20 | |
Glycerol | Nacalai | 17045-65 | |
Histofine Simple Stain MAX PO | Nichirei | 424151 | |
Horse Serum | Gibco | 16050122 | |
Immobilon-P Transfer Membrane | Millipore | IPVH304F0 | |
ITS Liquid Media Supplement | Sigma-Aldrich | I3146 | |
Methanol | Sigma-Aldrich | 34860 | |
MicroAmp Clear Adhesive Film | Applied Biosystems | 4306311 | |
MultiNA | SHIMADZU | MCE-202 | Microchip electrophoresis system B |
Multiplate 96-Well PCR Plates | Bio-Rad | mlp9601 | |
NanoDrop One Microvolume UV-Vis Spectrophotometer with Wi-Fi | Thermo Scientific | ND-ONE-W | |
NovocastraTM Lyophilized Mouse Monoclonal Antibody Dystrophin (C-terminus) | Leica biosystems | NCL-DYS2 | |
NovocastraTM Lyophilized Mouse Monoclonal Antibody Spectrin | Leica biosystems | NCL-SPEC1 | |
NuPAGE 3-8% Tris-Acetate Protein Gels | Invitrogen | EA03785BOX | |
NuPAGE Antioxidant | Invitrogen | NP0005 | |
NuPAGE LDS Sample Buffer | Invitrogen | NP0007 | |
NuPAGE Sample Reducing Agent | Invitrogen | NP0009 | |
NuPAGE Tris-Acetate SDS Running Buffer | Invitrogen | LA0041 | |
Oriole Fluorescent Gel Stain | Bio-Rad | 1610496 | |
PBS | Gibco | 10010023 | |
Penicillin-Streptomycin Solution Stabilized | Sigma-Aldrich | P4458 | |
Physcotron Handy micro-homogenizer | MICROTEC | NS-310E3 | |
Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Scientific | 23227 | |
Polybrene Infection / Transfection Reagent | Sigma-Aldrich | TR-1003 | |
Propidium Iodide Staining Solution | BD Pharmingen | 556463 | |
QIAGEN OneStep RT-PCR Kit | Qiagen | 210212 | |
RNeasy Fibrous Tissue Mini Kit | Qiagen | 74704 | |
SDS | Nacalai | 31606-75 | |
Semi-dry transfer machine | Bio Craft | 41-1293 | |
SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain | Invitrogen | S11494 | for MultiNA |
TAE Buffer | Nacalai | 35430-61 | |
Tragacanth Gum | Wako | 200-02245 | |
Tris-EDTA Buffer | Nippon Gene | 316-90025 | for MultiNA |
Trypsin-EDTA (0.05%) | Gibco | 25300054 | |
TWEEN 20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
Urea | Nacalai | 35907-15 | |
Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System | Promega | A9281 | |
XCell SureLock Mini-Cell | Invitrogen | EI0001 |