Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe genetic disorder caused by mutations in the dystrophin gene, leading to muscle degeneration and early death. Antisense oligonucleotides (AONs) are promising therapeutic agents designed to skip faulty exons in the dystrophin gene and restore functional protein.

This study evaluated the efficiency of AONs targeting exon 53 of the dystrophin gene in a mouse model, using chemically modified AONs to enhance skipping and protein restoration. The study compared AON modifications (2′-O-methyl, LNA-2′OMe, LNA-FRNA) in human myoblast cultures and a specialized mouse model (hDMDdel52/mdx). Systemic and local injections of AONs were performed, followed by molecular and protein analyses.

While high exon skipping was observed with certain AONs (e.g., LNA-FRNA, LNA-2′OMe), dystrophin restoration remained negligible. This discrepancy was attributed to AON interference during RNA analysis, leading to overestimation of exon skipping levels. LNA-modified AONs strongly bind RNA, interfering with cDNA synthesis and amplification. Adjustments like higher RNA denaturation temperatures (95°C) partially mitigated these issues.

While AONs show potential for exon skipping, further refinement in RNA analysis and long-term studies are essential to ensure actual therapeutic benefits. Chemically modified AONs, particularly those with LNA modifications, can enhance exon skipping efficiency but require careful evaluation to accurately assess therapeutic outcomes.

Optimization of AON designs and exploration of alternative exon targets are recommended to improve therapeutic efficacy for DMD.

  دیستروفی عضلانی دوشن (DMD) یک اختلال ژنتیکی شدید است که به دلیل جهش در ژن دیستروفین ایجاد می‌شود و منجر به تحلیل عضلانی و مرگ زودرس می‌گردد. الیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس (AONs) درمانی امیدوارکننده هستند که با حذف اگزون‌های معیوب ژن دیستروفین، تولید پروتئین کاربردی را بازمی‌گردانند.

  این مطالعه کارایی AONهایی که اگزون 53 ژن دیستروفین را هدف قرار می‌دهند، در یک مدل موشی ارزیابی کرده و از تغییرات شیمیایی برای افزایش حذف اگزون و بازسازی پروتئین استفاده کرده است. همچنین در این پژوهش، تغییرات AON (مانند 2′-O-methyl و LNA-FRNA) در کشت‌های میوبلاست انسانی و مدل موشی خاص (hDMDdel52/mdx) مقایسه شد. تزریق‌های سیستمی و موضعی انجام و تحلیل‌های مولکولی و پروتئینی اجرا شدند.

  حذف اگزون در برخی AONها (مانند LNA-FRNA و LNA-2′OMe) بسیار بالا بود، اما بازسازی دیستروفین ناچیز باقی ماند. این اختلاف به تداخل AON در حین تحلیل RNA نسبت داده شد که منجر به تخمین بالاتر از حد حذف اگزون شد. AONهای اصلاح شده با LNA به شدت به RNA متصل می‌شوند و سنتز cDNA را مختل می‌کنند. تنظیمات مانند افزایش دمای دناتوراسیون RNA (95 درجه سانتی‌گراد) بخشی از این مشکلات را کاهش داد.

  AONهای اصلاح شده شیمیایی، به ویژه با تغییرات LNA، کارایی حذف اگزون را افزایش می‌دهند اما برای ارزیابی دقیق نتایج درمانی به دقت بیشتری نیاز دارند. بهینه‌سازی طراحی AON و بررسی اهداف جایگزین اگزون برای بهبود اثربخشی درمانی DMD توصیه می‌شود.