Direct Reprogramming of Human DMD Fibroblasts into Myotubes for In Vitro Evaluation of Antisense-Mediated Exon Skipping and Exons 45–55 Skipping Accompanied by Rescue of Dystrophin Expression

1. Background and Purpose: Antisense oligonucleotide (AO)-mediated exon skipping is a promising strategy for treating genetic disorders like Duchenne Muscular Dystrophy (DMD). This method alters dystrophin pre-mRNA splicing to create a shorter but functional protein, potentially converting severe DMD into a milder Becker Muscular Dystrophy (BMD) phenotype. The paper highlights the significance of skipping exons 45–55, a common mutation area that could help nearly half of DMD patients.

 

2. Current Challenges: Traditional testing for exon skipping often requires muscle biopsies, which are invasive and produce cells with low proliferation rates. These limitations hinder effective drug development. The authors propose an alternative approach using fibroblasts reprogrammed into muscle cells, providing a less invasive and more reproducible cell model for testing.

 

3. Methods: The study outlines how DMD patient fibroblast cells are converted into muscle cells (myotubes) using the MyoD gene via a retroviral vector. These reprogrammed cells are then treated with phosphorodiamidate morpholino oligomers (PMOs) that target dystrophin exons 45–55. Techniques like flow cytometry (FACS) and immunocytochemistry validate the transformation and evaluate exon skipping efficacy.

 

4. Key Findings: The fibroblast-to-myotube transformation effectively models exon skipping, demonstrating that multiple exons can be successfully skipped using PMOs. This method showcases potential for developing antisense therapies that aim to restore dystrophin, making the research highly relevant for DMD treatment.

 

5. Significance: This innovative approach provides a scalable and less invasive method for testing antisense drugs. It addresses the challenges of muscle biopsies and offers a promising pathway for therapies that could transform the lives of many DMD patients.

 

 

 1. پیش‌زمینه و هدف: حذف اگزون با واسطه الیگونوکلئوتیدهای آنتی‌سنس (AO) یک راهبرد امیدبخش برای درمان اختلالات ژنتیکی نظیر دیستروفی عضلانی دوشن (DMD) است. این روش با تغییر فرآیند پیرایش پیش-mRNA دیستروفین، پروتئینی کوتاه‌تر اما کارا تولید می‌کند که می‌تواند نوع شدید DMD را به نوع خفیف‌تر دیستروفی عضلانی بکر (BMD) تبدیل کند. مقاله بر اهمیت حذف اگزونهای ۴۵ تا ۵۵ تمرکز دارد که یک ناحیه جهش رایج است و می‌تواند به نزدیک به نیمی از بیماران DMD کمک کند.

 

  2. چالش‌های فعلی: روش‌های سنتی برای آزمایش حذف اگزون به نمونه‌برداری از عضله نیاز دارند که تهاجمی بوده و سلول‌های با قابلیت تکثیر کم تولید می‌کنند. این محدودیت‌ها توسعه دارو را دشوار می‌کنند. نویسندگان رویکرد جایگزینی را با استفاده از فیبروبلاست‌هایی که به سلول‌های عضلانی برنامه‌ریزی مجدد شده‌اند پیشنهاد می‌کنند، که مدلی کمتر تهاجمی و قابل‌تکرار برای آزمایش فراهم می‌آورد.

 

  3. روش‌ها: مطالعه توضیح می‌دهد که چگونه فیبروبلاست‌های بیماران DMD با استفاده از ژن MyoD و با کمک یک وکتور رتروویروسی به سلول‌های عضلانی (میوتیوب) تبدیل می‌شوند. سپس این سلول‌های بازبرنامه‌ریزی‌شده با مورفولینوهای فسفورودی‌آمید (PMOs) که اگزونهای ۴۵ تا ۵۵ دیستروفین را هدف قرار می‌دهند، تیمار می‌شوند. تکنیک‌هایی نظیر سیتومتری جریان (FACS) و ایمونوسیتوشیمی برای تأیید تبدیل و ارزیابی کارایی حذف اگزون استفاده می‌شوند.

 

  4. یافته‌های کلیدی: تبدیل فیبروبلاست به میوتیوب به‌طور مؤثری مدل حذف اگزون را شبیه‌سازی می‌کند و نشان می‌دهد که چندین اگزون با موفقیت می‌توانند حذف شوند. این روش، پتانسیل بالایی برای توسعه درمان‌های آنتی‌سنس با هدف بازگرداندن دیستروفین نشان می‌دهد و برای درمان DMD بسیار حائز اهمیت است.

 

  5. اهمیت: این رویکرد نوآورانه یک روش قابل‌توسعه و کمتر تهاجمی برای آزمایش داروهای آنتی‌سنس ارائه می‌دهد. این چالش‌های مربوط به نمونه‌برداری از عضله را برطرف کرده و مسیری امیدوارکننده برای درمان‌هایی ارائه می‌دهد که می‌تواند زندگی بسیاری از بیماران DMD را متحول کند.

InformationDetails
AuthorsJoshua J. A. Lee, Takashi Saito, William Duddy, Shin’ichi Takeda, Toshifumi Yokota
Corresponding AuthorToshifumi Yokota
Article TitleDirect Reprogramming of Human DMD Fibroblasts into Myotubes for In Vitro Evaluation of Antisense-Mediated Exon Skipping and Exons 45–55 Skipping Accompanied by Rescue of Dystrophin Expression
Publication Date2018
Journal NameMethods in Molecular Biology
KeywordsAntisense Therapy, DMD, Exon Skipping, Fibroblast, Myotube, Dystrophin
Methods UsedRetrovirus Preparation, MyoD Transduction, FACS, Antisense PMO Transfection, RT-PCR, Immunocytochemistry
DOI10.1007/978-1-4939-8651-4_8

Recent Posts

Categories​​​​​​​

عنوان با فونت یکان

I'd be delighted if you could explore the other sections of my website.

Biochemist Researcher . YouTuber . Medical Laboratory Tech

!I am Ali Nik Akhtar

Personal Website​​​​​​​

If you have any questions or would like to discuss further, please feel free to email me. I would be delighted to get to know you better.

Ready to start a collaboration...​​​​​​​

Contact Me

Nikakhtar422@gmail.com

All rights reserved. This website belongs to Ali Nik Akhtar.