Sjældne sygdomme: Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP), en undersøgelse fra Pennsylvania University
Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP) er en sjælden sygdom karakteriseret ved omfattende knoglevækst uden for det normale skelet, der foregriber kroppens normale reaktioner på selv mindre skader
Det resulterer i, hvad nogle kalder et "andet skelet", som låser ledbevægelser og kan gøre det svært at trække vejret.
Ny forskning i mus fra et hold ved Perelman School of Medicine ved University of Pennsylvania viser imidlertid, at dannelse af ekstraskeletknogler måske ikke er den eneste årsag til sygdommen.
Forringet og ineffektiv muskelvævsregenerering ser ud til at åbne døren for uønsket knogledannelse i områder, hvor nye muskler skulle opstå efter skader.
Denne opdagelse åbner muligheden for at forfølge nye terapier for FOP og blev offentliggjort i dag i NPJ Regenerative Medicine
"Selvom vi har gjort store fremskridt hen imod en bedre forståelse af denne sygdom, viser dette arbejde, hvordan grundlæggende biologi kan give stor indsigt i passende regenerative medicinterapier," sagde undersøgelsens hovedforfatter, Foteini Mourkiot, PhD, en assisterende professor i ortopædkirurgi og celle- og cellekirurgi. Developmental Biology, samt meddirektør for Penn Institute for Regenerative Medicine, Musculoskeletal Program.
"Fra laboratoriet er vi nu i stand til at vise, at der er potentiale for et helt nyt område af terapier for patienter med denne ødelæggende tilstand."
For omkring 15 år siden opdagede forskere ved Penn – inklusive denne undersøgelses medforfatter, Eileen Shore, PhD, professor i ortopædisk kirurgi og genetik og meddirektør for Center for Forskning i FOP og relaterede lidelser – at en mutation i ACVR1-genet var ansvarlig for FOP.
I denne undersøgelse fandt holdet ud af, at mutationen ændrede celler i muskler og bindevæv, og misdirigerede celler i vævet til at opføre sig som knogleceller, hvilket resulterede i nye og unødvendige ekstraskeletale knogler i kroppen.
"Men mens undersøgelser af, hvordan FOP-mutationen ændrer reguleringen af celleskæbnebeslutninger, er blevet grundigt forfulgt i de senere år, er der kun blevet meget lidt opmærksomhed på virkningerne af den genetiske mutation på muskler og dens indvirkning på de celler, der reparerer muskelskader, sagde Shore.
"Vi var overbeviste om, at forfølgelse af forskning på dette område ikke kun kunne give spor for at forhindre ekstra knogledannelse, men også for at forbedre muskelfunktion og regenerering, hvilket bringer ny klarhed til FOP som helhed."
Forskerne undersøgte muskler fra mus med samme mutation i ACVR1-genet, som folk med FOP har
De fokuserede på to specifikke typer muskelvævsstamceller: fibro-adipogenetiske stamceller (FAP'er) og muskelstamceller (MuSC'er).
Typisk kræver reparation af muskelskade en omhyggelig balance mellem disse to celletyper.
Skadet væv reagerer ved en udvidelse af FAP-celler, som er tildelt til at rekruttere muskelstamceller, der vil regenerere det beskadigede muskelvæv.
Efter omkring tre dage dør FAP'er, og deres arbejde er gjort.
Samtidig går MuSC'er over i en mere moden, differentieret tilstand, kaldet muskelfiber, der er afgørende for organiseret bevægelse af vores muskler.
Hos musene med ACVR1-mutationen, som Mourkioti, Shore og deres medforfattere undersøgte, var apoptose - den proces, hvorigennem FAP-celler dør som en del af korrekt muskelregenerering - aftaget betydeligt, hvilket førte til en høj tilstedeværelse af FAP'er ud over deres sædvanlige levetid.
Dette ændrede deres balance med MuSC'erne.
Det skadede væv viste også en formindsket kapacitet til muskelstamcellemodning, og som et resultat var muskelfibre betydeligt mindre hos mus, der bar ACVR1-mutationen, sammenlignet med muskelfibre i mus uden mutationen.
"Den langvarige persistens af syge FAP'er i den regenererende muskel bidrager til det ændrede muskelmiljø i FOP, hvilket reducerer muskelregenerering og tillader de over-rigtige FAP'er at bidrage til dannelsen af ekstra-skeletal knogle," sagde Mourkioti.
"Dette giver et helt nyt perspektiv på, hvordan overskydende ekstra-skeletal knogle dannes - og hvordan det kan forebygges."
De nuværende mål for behandling af FOP fokuserer på at bremse ekstraskeletal knoglevækst
Denne forskning kan give en afgørende ny retning.
"Vi foreslår, at terapeutiske interventioner bør overveje at fremme det regenererende potentiale af muskler sammen med reduktionen af ektopisk knogledannelse," skrev Shore og Mourkioti.
"Ved at adressere både stamcellepopulationer og deres roller i oprindelsen af FOP, er der mulighed for stærkt forbedrede behandlinger."
Denne undersøgelse blev støttet af National Institute of Arthritis og Musculoskeletal and Skin Diseases (R01-AR041916-15S1, F31-AR069982), National Institutes of Health (R01-AR071399, NIH P30-AR069619) og International Progress Fibrodysificans Association (IFOPA).
Andre forfattere i undersøgelsen omfatter Alexandra Stanley, Elisia Tichy, Jacob Kocan og Douglas Roberts.
Læs også:
Emergency Live endnu mere...Live: Download den nye gratis app til din avis til IOS og Android
Restless Legs Syndrome: Hvad det er, og hvordan man behandler det
Sjældne sygdomme: Bardet Biedl syndrom