1. Introduction

Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is a severe genetic disorder predominantly affecting boys, with an incidence of approximately 1 in 5,000 male births. It is caused by mutations in the DMD gene that lead to disrupted production of dystrophin, a protein essential for muscle stability. Exon skipping is a therapeutic strategy that restores the reading frame of the mutated gene to enable dystrophin production. This study focuses on applying this method to treat patients with rare single exon duplications.

2. Study Objective and Rationale

The study aimed to evaluate the effectiveness of casimersen and golodirsen, two exon-skipping therapies, in DMD patients with exon 45 or 53 duplications. Unlike common out-of-frame deletions, single exon duplications are rare but can theoretically be corrected to restore the production of full-length dystrophin. The primary goal was to assess dystrophin expression and clinical outcomes following treatment.

3. Methods and Participants

Three male participants with DMD and duplications of exon 45 or 53 were included in this open-label study. The participants were aged 6, 18, and 23 years; two were non-ambulatory, and one was ambulatory. Over 48 weeks, they received weekly intravenous doses of either casimersen or golodirsen (30 mg/kg). Muscle biopsies taken at baseline and the end of the study were analyzed using Western blot and immunofluorescence to measure dystrophin levels. Functional assessments, along with pulmonary and cardiac evaluations, were performed at regular intervals.

4. Key Findings

Dystrophin Expression: The average dystrophin levels increased from 0.94% of normal at baseline to 5.1% after 48 weeks. Similarly, dystrophin-positive fibers increased from 14% to 50%.

Transcript Skipping: RT-PCR analysis showed an increase in full-length DMD transcripts, validating the effectiveness of exon skipping.

Clinical Stability: Pulmonary and cardiac functions remained stable, and no major safety issues were observed during the trial.

5. Significance of Results

The findings suggest that exon-skipping therapies can significantly increase dystrophin expression in patients with rare single exon duplications. This is particularly noteworthy because full-length dystrophin restoration may offer superior therapeutic benefits compared to therapies producing truncated dystrophin isoforms. While encouraging, these results require validation in larger trials.

6. Safety and Limitations

The study reported no serious adverse events. Mild side effects, such as headaches and rashes, were observed but manageable. However, the small sample size and short study duration limit the ability to draw conclusions about long-term safety and clinical efficacy. Nonetheless, these preliminary results justify further research into exon-skipping therapies.

7. Future Directions

The study highlights the need to develop more potent exon-skipping agents and explore combination therapies to enhance dystrophin restoration. Future trials should include larger cohorts, longer follow-up periods, and detailed assessments of functional outcomes to establish the broader clinical impact of increased dystrophin expression.

8. Conclusion

Exon-skipping therapies like casimersen and golodirsen demonstrate promising potential for treating DMD patients with rare single exon duplications. This study provides initial evidence for their efficacy in restoring dystrophin, paving the way for more targeted treatments for rare genetic mutations in DMD. These results offer hope for improved therapeutic strategies tailored to individual genetic profiles.

  ۱. مقدمه
دیستروفی عضلانی دوشن (DMD) یک اختلال ژنتیکی شدید است که بیشتر پسران را تحت تأثیر قرار می‌دهد و میزان بروز آن تقریباً ۱ در هر ۵۰۰۰ تولد پسر است. این بیماری به دلیل جهش در ژن DMD ایجاد می‌شود که تولید پروتئین دیستروفین، ضروری برای پایداری عضلات، را مختل می‌کند. درمان پرش اگزون یک استراتژی درمانی است که قاب خواندن ژن جهش‌یافته را بازسازی کرده و تولید دیستروفین را امکان‌پذیر می‌کند. این مطالعه بر درمان بیماران با تکرار نادر اگزون‌های منفرد تمرکز دارد.

  ۲. هدف و ضرورت مطالعه
هدف این مطالعه ارزیابی اثرگذاری درمان‌های پرش اگزون، به‌ویژه کازیمیرسن و گولودیرسن، در بیماران DMD با تکرار اگزون ۴۵ یا ۵۳ بود. برخلاف حذف‌های خارج از چارچوب خوانش رایج، تکرار اگزون‌های منفرد نادر هستند، اما امکان اصلاح آنها برای بازگرداندن تولید دیستروفین کامل وجود دارد. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر این داروها بر بیان دیستروفین و نتایج بالینی طراحی شد.

  ۳. روش‌ها و شرکت‌کنندگان
سه بیمار مرد با تکرار اگزون‌های ۴۵ یا ۵۳ در این مطالعه آزاد ۴۸ هفته‌ای شرکت کردند. سن بیماران ۶، ۱۸ و ۲۳ سال بود که دو نفر بدون قابلیت  حرکت و یک نفر با توانایی حرکت بودند. دوزهای هفتگی وریدی کازیمیرسن یا گولودیرسن (۳۰ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم) به آنها داده شد. نمونه‌برداری‌های عضلانی در ابتدای مطالعه و انتهای آن انجام شد و سطح دیستروفین با روش وسترن بلات و ایمنوفلورسانس ارزیابی شد. همچنین ارزیابی‌های عملکردی و بالینی، از جمله عملکرد قلب و ریه، به طور منظم انجام شد.

  ۴. یافته‌های کلیدی
بیان دیستروفین: میانگین سطح دیستروفین از ۰.۹۴٪ در شروع مطالعه به ۵.۱٪ در پایان ۴۸ هفته افزایش یافت. درصد فیبرهای مثبت دیستروفین نیز از ۱۴٪ به ۵۰٪ افزایش یافت.
پرش نسخه‌ها: آنالیز RT-PCR افزایش تولید نسخه‌های کامل ژن DMD را نشان داد که کارایی پرش اگزون را تأیید می‌کند.
پایداری بالینی: عملکرد قلبی و ریوی در طول مطالعه ثابت ماند و مشکلات ایمنی جدی مشاهده نشد.

  ۵. اهمیت نتایج
یافته‌ها نشان می‌دهد که درمان‌های پرش اگزون می‌توانند به طور قابل توجهی بیان دیستروفین را در بیماران با تکرار نادر اگزون‌های منفرد افزایش دهند. این نتایج اهمیت بیشتری دارند زیرا بازگرداندن دیستروفین کامل ممکن است از درمان‌هایی که ایزوفرم‌های ناقص تولید می‌کنند مؤثرتر باشد. با این حال، نیاز به آزمایش‌های بزرگ‌تر برای تأیید این نتایج وجود دارد.

  ۶. ایمنی و محدودیت‌ها
هیچ عارضه جانبی جدی گزارش نشد. برخی عوارض خفیف مانند سردرد و جوش دیده شد که قابل مدیریت بود. با این حال، تعداد کم شرکت‌کنندگان و مدت کوتاه مطالعه، نتیجه‌گیری در مورد ایمنی و اثربخشی بلندمدت را محدود می‌کند. با وجود این محدودیت‌ها، این یافته‌ها دلایل محکمی برای توسعه بیشتر درمان‌های پرش اگزون فراهم می‌کند.

  ۷. مسیرهای آینده
مطالعه بر اهمیت توسعه عوامل قوی‌تر پرش اگزون و بررسی درمان‌های ترکیبی برای بهبود نتایج درمانی تأکید دارد. تحقیقات آینده باید شامل گروه‌های بزرگ‌تر و مدت زمان پیگیری طولانی‌تر باشد تا تأثیر بالینی افزایش بیان دیستروفین به خوبی درک شود.

  ۸. نتیجه‌گیری
درمان‌های پرش اگزون مانند کازیمیرسن و گولودیرسن نشان‌دهنده پتانسیل امیدوارکننده‌ای برای درمان بیماران DMD با تکرار اگزون‌های منفرد هستند. این مطالعه شواهد اولیه‌ای از اثربخشی آنها در بازگرداندن دیستروفین ارائه می‌دهد و مسیر را برای درمان‌های هدفمندتر و مؤثرتر برای جهش‌های نادر ژنتیکی در DMD هموار می‌کند.