Zeldzame ziekten: Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP), een onderzoek van de Universiteit van Pennsylvania
Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP) is een zeldzame ziekte die wordt gekenmerkt door uitgebreide botgroei buiten het normale skelet die de normale reacties van het lichaam op zelfs kleine verwondingen verhindert
Het resulteert in wat sommigen een 'tweede skelet' noemen, dat de gewrichtsbeweging blokkeert en het moeilijk kan maken om te ademen.
Nieuw onderzoek bij muizen door een team van de Perelman School of Medicine aan de Universiteit van Pennsylvania toont echter aan dat het vormen van extra-skeletaal bot misschien niet de enige oorzaak van de ziekte is.
Verminderde en inefficiënte regeneratie van spierweefsel lijkt de deur te openen voor de vorming van ongewenst bot in gebieden waar nieuwe spieren zouden moeten ontstaan na blessures.
Deze ontdekking opent de mogelijkheid om nieuwe therapieën voor FOP na te streven en is vandaag gepubliceerd in NPJ Regenerative Medicine
"Hoewel we grote vooruitgang hebben geboekt in de richting van een beter begrip van deze ziekte, laat dit werk zien hoe basale biologie geweldige inzichten kan bieden in geschikte regeneratieve geneeswijzen", zegt de hoofdauteur van de studie, Foteini Mourkioti, PhD, een assistent-professor Orthopedische Chirurgie en Cell en Developmental Biology, evenals de co-directeur van het Penn Institute for Regenerative Medicine, Musculoskeletal Program.
"Vanuit het laboratorium kunnen we nu aantonen dat er potentieel is voor een heel nieuw gebied van therapieën voor patiënten met deze verwoestende aandoening."
Ongeveer 15 jaar geleden ontdekten onderzoekers van Penn – waaronder de co-auteur van deze studie, Eileen Shore, PhD, een professor in Orthopaedic Surgery and Genetics en de co-director van het Centre for Research in FOP and Related Disorders – dat een mutatie in de ACVR1-gen was verantwoordelijk voor FOP.
In die studie ontdekte het team dat de mutatie cellen in spieren en bindweefsels veranderde, waardoor cellen in het weefsel verkeerd werden gestuurd om zich als botcellen te gedragen, wat resulteerde in nieuw en onnodig extra-skeletaal bot in het lichaam.
“Hoewel de afgelopen jaren uitgebreid is onderzocht hoe de FOP-mutatie de regulatie van beslissingen over het lot van cellen verandert, is er weinig aandacht besteed aan de effecten van de genetische mutatie op spieren en de impact ervan op de cellen die spierblessures herstellen, ' zei Shore.
"We waren ervan overtuigd dat het doen van onderzoek op dit gebied niet alleen aanwijzingen zou kunnen opleveren om extra botvorming te voorkomen, maar ook om de spierfunctie en regeneratie te verbeteren, waardoor FOP als geheel meer duidelijkheid krijgt."
De onderzoekers bestudeerden spieren van muizen met dezelfde mutatie in het ACVR1-gen als mensen met FOP
Ze richtten zich op twee specifieke soorten spierweefselstamcellen: fibro-adipogenetische voorlopers (FAP's) en spierstamcellen (MuSC's).
Meestal vereist herstel van spierletsel een zorgvuldige balans van deze twee celtypen.
Gewond weefsel reageert door een uitbreiding van FAP-cellen, die zijn toegewezen om spierstamcellen te rekruteren die het beschadigde spierweefsel zullen regenereren.
Na ongeveer drie dagen sterven FAP's uit, hun werk is gedaan.
Tegelijkertijd gaan MuSC's over naar een meer volwassen, gedifferentieerde toestand, spiervezel genaamd, die essentieel is voor de georganiseerde beweging van onze spieren.
Bij de muizen met de ACVR1-mutatie die Mourkioti, Shore en hun co-auteurs bestudeerden, was apoptose - het proces waarbij FAP-cellen afsterven als onderdeel van een goede spierregeneratie - aanzienlijk vertraagd, wat leidde tot een hoge aanwezigheid van FAP's voorbij hun gebruikelijke levensduur.
Dit veranderde hun evenwicht met de MuSC's.
Het beschadigde weefsel vertoonde ook een verminderd vermogen tot rijping van spierstamcellen en als gevolg daarvan waren de spiervezels aanzienlijk kleiner bij muizen met de ACVR1-mutatie in vergelijking met spiervezels bij muizen zonder de mutatie.
"De langdurige persistentie van zieke FAP's in de regenererende spier draagt bij aan de veranderde spieromgeving in FOP, waardoor de spierregeneratie wordt verminderd en de overvloedige FAP's kunnen bijdragen aan de vorming van extra-skeletaal bot," zei Mourkioti.
"Dit biedt een volledig nieuw perspectief op hoe overtollig extra-skeletaal bot wordt gevormd - en hoe dit kan worden voorkomen."
De huidige doelen voor de behandeling van FOP zijn gericht op het vertragen van de botgroei buiten het skelet
Dit onderzoek kan een cruciale nieuwe richting bieden.
"We stellen voor dat therapeutische interventies zouden moeten overwegen om het regenererende potentieel van spieren te bevorderen, samen met de vermindering van ectopische botvorming", schreven Shore en Mourkioti.
"Door zowel stamcelpopulaties als hun rol bij het ontstaan van FOP aan te pakken, is er de mogelijkheid van sterk verbeterde therapieën."
Deze studie werd ondersteund door het National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (R01-AR041916-15S1, F31-AR069982), de National Institutes of Health (R01-AR071399, NIH P30-AR069619) en de International Fibrodysplasia Ossificans Progressiva Association (IFOPA).
Andere auteurs in de studie zijn Alexandra Stanley, Elisia Tichy, Jacob Kocan en Douglas Roberts.
Lees ook:
Emergency Live nog meer ... Live: download de nieuwe gratis app van uw krant voor IOS en Android
Rustelozebenensyndroom: wat het is en hoe het te behandelen?
Zeldzame ziekten: Bardet Biedl-syndroom