This study addresses the challenges of aberrant pre-mRNA splicing in Pompe disease, caused by pathogenic variants in the acid α-glucosidase (GAA) gene. These variants often lead to the use of cryptic splice sites, resulting in disrupted protein production. The research proposes a pipeline to identify these splicing defects and correct them using antisense oligonucleotides (AONs).
The team developed a splicing assay to detect aberrant splicing patterns in patient-derived fibroblasts. They identified three main types of cryptic splicing events. The study highlights cases where pathogenic variants either generate new splice sites or weaken canonical ones, leading to cryptic site utilization.
Using AONs, the researchers successfully redirected splicing from cryptic sites back to canonical ones. This correction increased GAA enzyme activity, which is crucial for reducing disease severity. They demonstrated this approach in fibroblast samples from several patients, showing promising therapeutic potential.
The study discusses challenges, such as predicting splicing behavior and ensuring efficient AON delivery to target tissues. They also emphasize the advantages of their PCR-based assay, which is cost-effective and reliable for identifying splicing defects.
The research supports AONs as a potential personalized medicine approach for Pompe disease, especially for the adult-onset form, where skeletal muscle is primarily affected. The success of AONs in this context could lead to more accessible and effective treatments compared to current enzyme replacement therapy.
Overall, this work represents a significant step toward understanding and treating genetic disorders that involve splicing errors, using precise, targeted genetic tools.
این مطالعه به چالشهای اشتباهات در برش پراِمآراِنای (pre-mRNA) در بیماری پمپ میپردازد که توسط جهشهای بیماریزا در ژن اسید آلفا-گلوکوزیداز (GAA) ایجاد میشود. این جهشها اغلب به استفاده از جایگاههای برش مخفی منجر میشوند و تولید پروتئین را مختل میکنند. محققان یک روش برای شناسایی این اشتباهات و اصلاح آنها با استفاده از الیگونوکلئوتیدهای ضدحس (AONs) ارائه دادهاند.
تیم تحقیقاتی یک آزمون برش توسعه داده است که الگوهای برش اشتباه را در فیبروبلاستهای بیماران شناسایی میکند. آنها سه نوع اصلی از رویدادهای برش مخفی را شناسایی کردهاند. مطالعه نشان میدهد که چگونه جهشهای بیماریزا میتوانند جایگاههای برش جدیدی ایجاد کنند یا جایگاههای برش اصلی را تضعیف کنند که باعث استفاده از جایگاههای مخفی میشود.
محققان با استفاده از AONها توانستند برش را از جایگاههای مخفی به جایگاههای اصلی بازگردانند. این اصلاح باعث افزایش فعالیت آنزیم GAA شد که برای کاهش شدت بیماری ضروری است. آنها این روش را در نمونههای فیبروبلاست چند بیمار با موفقیت نشان دادند و کاربرد بالقوه درمانی را نشان دادند.
مطالعه به چالشهایی مانند پیشبینی رفتار برش و اطمینان از تحویل مؤثر AONها به بافتهای هدف اشاره میکند. همچنین مزایای روش آزمون مبتنی بر PCR آنها را که مقرونبهصرفه و قابل اعتماد برای شناسایی اشتباهات برش است، برجسته میکند.
این تحقیق از AONها به عنوان یک رویکرد بالقوه برای پزشکی شخصی در بیماری پمپ، بهویژه در فرم بزرگسالان که عضلات اسکلتی عمدتاً آسیب میبینند، حمایت میکند. موفقیت AONها در این زمینه میتواند منجر به درمانهای در دسترستر و مؤثرتر در مقایسه با روشهای فعلی جایگزینی آنزیم شود.
به طور کلی، این کار گامی مهم به سوی درک و درمان اختلالات ژنتیکی مرتبط با اشتباهات برش، با استفاده از ابزارهای ژنتیکی دقیق و هدفمند است.
Field | Details |
Authors | Atze J. Bergsma, Stijn L.M. in ’t Groen, Frans W. Verheijen, Ans T. van der Ploeg, W.W.M. Pim Pijnappel |
Corresponding Author | W.W.M. Pim Pijnappel (w.pijnappel@erasmusmc.nl) |
Article Title | From Cryptic Toward Canonical Pre-mRNA Splicing in Pompe Disease: a Pipeline for the Development of Antisense Oligonucleotides |
Publication Date | 13-Sep-16 |
Journal Name | Molecular Therapy—Nucleic Acids |
Keywords | cryptic splice site, morpholino antisense oligonucleotides, muscle, Pompe disease, splicing correction |
Methods Used | Splicing assays, RT-qPCR, minigene analysis, AON treatment, fibroblast culture |
DOI | 10.1038/mtna.2016.75 |