Personal take on this article:

Summary:

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe, X-linked disorder characterized by progressive muscle wasting due to mutations in the dystrophin gene. Exon-skipping therapy, utilizing antisense oligonucleotides (AOs), aims to bypass mutated exons, restoring the reading frame and enabling the production of functional dystrophin, thereby converting DMD to a milder Becker muscular dystrophy (BMD) phenotype.

1. Introduction:

- DMD is caused by mutations in the dystrophin gene, leading to the absence of dystrophin protein and resulting in muscle degeneration and necrosis.

- Clinical symptoms include early onset muscle weakness, loss of ambulation by early teens, and premature death due to respiratory or cardiac failure.

- The dystrophin gene is located on the X chromosome and comprises 79 exons, with hotspot mutations often occurring between exons 3–8 and 45–55.

2. Exon-Skipping Therapy:

- AOs are designed to bind specific sequences of dystrophin pre-mRNA, leading to the exclusion of targeted exons during mRNA splicing.

- Effective AOs include 2′-O-methyl-phosphorothioate (2′OMeAO) and phosphorodiamidate morpholino oligomers (PMOs), which exhibit high affinity and nuclease resistance.

- Exon skipping corrects the reading frame, producing a shorter but functional dystrophin protein akin to that seen in BMD.

3. Preclinical Studies:

- Studies in mdx mice (carrying a mutation in exon 23) and dystrophic dogs demonstrated the restoration of dystrophin in skeletal muscles using 2′OMeAO and PMO.

- Despite success in skeletal muscles, these studies faced challenges in achieving efficient dystrophin expression in cardiac muscles.

- Enhanced AOs linked with cell-penetrating peptides show potential for improved delivery and efficacy in both muscle types.

4. Clinical Trials:

- Clinical trials with drisapersen (2′OMeAO) and eteplirsen (PMO) targeting exon 51 showed varied success, with eteplirsen receiving FDA approval.

- Trials for exon 53 skipping (NS-065/NCNP-01 and SRP-4053) and exon 45 skipping (SRP-4045 and BMN045) are ongoing.

- Exon-skipping targeting exon 51 can treat approximately 13% of DMD patients, while targeting exon 53 can treat around 10%.

5. Challenges and Prospects:

- PMOs have a short half-life and require frequent administration for sustained dystrophin expression.

- Efficiency varies across different tissues, with heart muscle showing lower dystrophin induction.

- Multi-exon skipping (e.g., exons 45–55) could potentially treat up to 60% of DMD patients, given the phenotypic variability observed with different mutations.

6. Phenotypic Evaluation:

- Current functional assessments (e.g., 6-minute walk test) have limitations in reliability and validity, especially in young patients.

- Continuous monitoring using actigraphy could provide more accurate data on daily muscle function and activity levels.

- Comprehensive analysis of genotype-phenotype relationships in BMD is crucial to inform and optimize exon-skipping strategies.

Conclusion:

Exon-skipping therapy represents a promising genetic approach to treat DMD. However, advancements in AO chemistry, improved delivery methods, and thorough clinical evaluations based on large-cohort studies are essential to ensure the efficacy and success of this therapeutic strategy.

--------------------
* Cohort studies are a type of longitudinal study—an approach that follows research participants over a period of time (often many years). Specifically, cohort studies recruit and follow participants who share a common characteristic, such as a particular occupation or demographic similarity.

  خلاصه:

  دیستروفی عضلانی دوشن (DMD) یک اختلال شدید و مرتبط با X است که با تحلیل پیشرونده عضلانی به دلیل جهش در ژن دیستروفین مشخص می شود. درمان اگزون پرش، با استفاده از الیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس (AOs)، با هدف دور زدن اگزون های جهش یافته، بازیابی چارچوب خوانش و امکان تولید دیستروفین عملکردی، در نتیجه تبدیل DMD به یک فنوتیپ خفیف تر دیستروفی عضلانی بکر (BMD) است.

  1. معرفی:

  - DMD در اثر جهش در ژن دیستروفین ایجاد می شود که منجر به عدم وجود پروتئین دیستروفین و در نتیجه تحلیل عضلانی و نکروز می شود.

  - علائم بالینی شامل ضعف عضلانی با شروع زودهنگام، از دست دادن حرکت در اوایل نوجوانی و مرگ زودرس به دلیل نارسایی تنفسی یا قلبی است.

  - ژن دیستروفین روی کروموزوم X قرار دارد و از 79 اگزون تشکیل شده است که جهش‌های نقطه داغ اغلب بین اگزون‌های 3-8 و 45-55 رخ می‌دهند.

  2. درمان پرش اگزونی:

  - AO ها برای اتصال توالی های خاصی از دیستروفین pre-mRNA طراحی شده اند که منجر به حذف اگزون های هدف در طول پیوند mRNA می شود.

  - AOهای موثر شامل 2'-O- متیل فسفوروتیوات (2'OMeAO) و الیگومرهای مورفولینو فسفرودی آمیدات (PMOs) هستند که میل ترکیبی و مقاومت نوکلئازی بالایی از خود نشان می دهند.

  - پرش اگزون چارچوب خوانش را تصحیح می کند و پروتئین دیستروفین کوتاه تر اما عملکردی مشابه آنچه در BMD دیده می شود تولید می کند.

  3. مطالعات پیش بالینی:

  - مطالعات بر روی موش‌های mdx (حامل جهش در اگزون 23) و سگ‌های دیستروفیک، بازیابی دیستروفین در عضلات اسکلتی را با استفاده از 2'OMeAO و PMO نشان داد.

  - علیرغم موفقیت در عضلات اسکلتی، این مطالعات در دستیابی به بیان کارآمد دیستروفین در عضلات قلبی با چالش هایی روبرو بودند.

  - AO های تقویت شده مرتبط با پپتیدهای نفوذ کننده در سلول، پتانسیل انتقال و کارآیی بهتر را در هر دو نوع عضله نشان می دهند.

  4. آزمایشات بالینی:

  - کارآزمایی‌های بالینی با دریزاپرسن (2'OMeAO) و اتپلیرسن (PMO) که اگزون 51 را هدف قرار می‌دهند، موفقیت‌های متفاوتی را نشان دادند و اتپلیرسن تأییدیه FDA را دریافت کرد.

  - آزمایشات برای پرش اگزون 53 (NS-065/NCNP-01 و SRP-4053) و پرش اگزون 45 (SRP-4045 و BMN045) در حال انجام است.

  - اگزون 51 با هدف قرار دادن اگزون می تواند تقریباً 13٪ از بیماران DMD را درمان کند، در حالی که هدف قرار دادن اگزون 53 می تواند حدود 10٪ را درمان کند.

  5. چالش ها و چشم اندازها:

  - PMO ها نیمه عمر کوتاهی دارند و برای بیان پایدار دیستروفین نیاز به تجویز مکرر دارند.

  - کارایی در بافت‌های مختلف متفاوت است و عضله قلب القای دیستروفین کمتری را نشان می‌دهد.

  - با توجه به تنوع فنوتیپی مشاهده شده با جهش های مختلف، پرش چند اگزون (به عنوان مثال، اگزون 45-55) به طور بالقوه می تواند تا 60٪ از بیماران DMD را درمان کند.

  6. ارزیابی فنوتیپی:

  - ارزیابی‌های عملکردی فعلی (مثلاً آزمون پیاده‌روی 6 دقیقه‌ای) دارای محدودیت‌هایی در قابلیت اطمینان و اعتبار، به‌ویژه در بیماران جوان است.

  - نظارت مستمر با استفاده از اکتی گرافی می تواند داده های دقیق تری را در مورد عملکرد روزانه ماهیچه ها و سطوح فعالیت ارائه دهد.

  - تجزیه و تحلیل جامع روابط ژنوتیپ- فنوتیپ در BMD برای اطلاع رسانی و بهینه سازی استراتژی های پرش اگزونی بسیار مهم است.

  نتیجه:

درمان پرش اگزونی یک رویکرد ژنتیکی امیدوارکننده برای درمان DMD است. با این حال، پیشرفت‌ها در شیمی AO، روش‌های بهبود یافته تحویل، و ارزیابی‌های بالینی کامل بر اساس مطالعات *کوهورت بزرگ برای اطمینان از اثربخشی و موفقیت این استراتژی درمانی ضروری هستند. 

-------------
* مطالعات کوهورت نوعی مطالعه طولی است - رویکردی که شرکت کنندگان در تحقیق را در یک دوره زمانی (اغلب چندین سال) دنبال می کند. به طور خاص، مطالعات کوهورت، شرکت‌کنندگانی را جذب و دنبال می‌کنند که ویژگی‌های مشترکی مانند یک شغل خاص یا شباهت جمعیتی دارند.