Antisense oligonucleotides (AONs) have emerged as a promising therapy for Duchenne Muscular Dystrophy (DMD), a severe neuromuscular disease caused by dystrophin deficiency. Early AON drugs like drisapersen and eteplirsen achieved limited success, leading researchers to develop more efficient next-generation AONs. This study focused on refining AONs for exon 51 skipping through advanced chemical modifications and identifying optimal target sites to enhance efficacy and safety.

Researchers screened over 100 AONs in muscle cell cultures and humanized mouse models, using novel chemical modifications such as 5-methylcytosine and locked nucleic acids (LNAs). AONs targeting both established and alternative exon 51 sites were evaluated. One AON targeting a newly identified site achieved 65-fold higher exon skipping and restored dystrophin levels to 30-40% of normal. Synergistic effects were observed when combining two target sites, improving dystrophin expression and reducing biomarkers like creatine kinase and lactate dehydrogenase, indicators of muscle damage.

Preclinical studies in hDMDdel52/mdx mouse models revealed that the new AONs not only improved dystrophin expression but also enhanced motor functions and normalized serum biomarkers. The best-performing AONs demonstrated significant efficiency and a favorable safety profile, with minimal histopathological effects.

Importantly, these AONs restored muscle integrity to levels comparable to those seen in Becker Muscular Dystrophy (BMD), a milder form of dystrophinopathy. Using techniques like droplet digital PCR (ddPCR) and capillary Western immunoassays, researchers quantitatively confirmed the enhanced efficacy of these next-generation AONs.

This study emphasizes the benefits of targeting alternative sites within exon 51 and optimizing chemical structures. Such advancements allow for lower dosing while maintaining therapeutic efficacy, a crucial step toward safer, more effective treatments for DMD patients.

Future work will involve further preclinical safety studies and potentially clinical trials. These findings represent a significant leap in the development of exon-skipping therapies, offering hope for improved outcomes for DMD patients.

  الیگونوکلئوتیدهای آنتی‌سنس (AONs) به‌عنوان یک روش درمانی امیدوارکننده برای دیستروفی عضلانی دوشن (DMD)، یک بیماری شدید عصبی-عضلانی ناشی از کمبود دیستروفین، ظاهر شده‌اند. داروهای اولیه AON مانند دریساپرسن و اتیپلیرسن موفقیت محدودی داشتند و محققان به‌سمت توسعه AONهای نسل جدید کارآمدتر حرکت کردند. این مطالعه بر بهبود AONها برای پرش اگزون 51 از طریق اصلاحات شیمیایی پیشرفته و شناسایی سایت‌های هدف بهینه متمرکز شد.

  محققان بیش از 100 AON را در کشت‌های سلولی عضلانی و مدل‌های موش انسانی غربال کردند و از اصلاحات شیمیایی جدید مانند 5-متیل‌سیتوزین و اسیدهای نوکلئیک قفل‌شده (LNAs) استفاده کردند. AONهایی که سایت‌های شناخته‌شده و جایگزین اگزون 51 را هدف قرار دادند، ارزیابی شدند. یک AON که یک سایت جدید را هدف قرار داد، پرش اگزون را 65 برابر افزایش داد و سطح دیستروفین را به 30-40٪ طبیعی بازگرداند. تأثیرات هم‌افزایی در ترکیب دو سایت هدف مشاهده شد که باعث بهبود بیان دیستروفین و کاهش بیومارکرهایی مانند کراتین کیناز و لاکتات دهیدروژناز، نشانگرهای آسیب عضلانی، شد.

  مطالعات پیش‌بالینی در مدل‌های موش hDMDdel52/mdx نشان داد که AONهای جدید نه‌تنها بیان دیستروفین را بهبود بخشیدند، بلکه عملکرد حرکتی را نیز افزایش دادند و بیومارکرهای سرم را نرمال کردند. AONهای با عملکرد برتر کارایی قابل‌توجهی داشتند و مشخصات ایمنی مطلوبی را با تأثیرات هیستوپاتولوژیک حداقلی نشان دادند.

  این AONها به‌طور مؤثری یکپارچگی عضله را به سطحی مشابه با دیستروفی عضلانی بکر (BMD)، یک نوع خفیف‌تر از دیستروفینوپاتی، بازگرداندند. با استفاده از تکنیک‌هایی مانند PCR دیجیتال قطره‌ای (ddPCR) و ایمونواسی‌های وسترن، محققان اثربخشی بالای این AONهای نسل جدید را به‌صورت کمی تأیید کردند.

  این مطالعه مزایای هدف‌گیری سایت‌های جایگزین در اگزون 51 و بهینه‌سازی ساختارهای شیمیایی را نشان می‌دهد. چنین پیشرفت‌هایی امکان استفاده از دوزهای پایین‌تر در عین حفظ کارایی درمانی را فراهم می‌کند، که گامی حیاتی به‌سوی درمان‌های ایمن‌تر و مؤثرتر برای بیماران DMD است.

  کار آینده شامل مطالعات ایمنی پیش‌بالینی بیشتر و احتمالاً آزمایشات بالینی خواهد بود. این یافته‌ها نمایانگر پیشرفتی بزرگ در توسعه درمان‌های پرش اگزون است و امید بهبود نتایج برای بیماران DMD را به ارمغان می‌آورد.