Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP) er en sjelden sykdom karakterisert ved omfattende beinvekst utenfor det normale skjelettet som hindrer kroppens normale reaksjoner på selv mindre skader

Det resulterer i det som noen kaller et "andre skjelett", som låser leddbevegelser og kan gjøre det vanskelig å puste.

Ny forskning på mus fra et team ved Perelman School of Medicine ved University of Pennsylvania viser imidlertid at dannelse av ekstraskjelettbein kanskje ikke er den eneste driveren til sykdommen.

Svekket og ineffektiv muskelvevsregenerering ser ut til å åpne døren for at uønsket bein kan dannes i områder hvor ny muskel bør oppstå etter skader.

Denne oppdagelsen åpner for muligheten for å forfølge nye terapier for FOP og ble publisert i dag i NPJ Regenerative Medicine

"Selv om vi har gjort store fremskritt mot en bedre forståelse av denne sykdommen, viser dette arbeidet hvordan grunnleggende biologi kan gi god innsikt i passende regenerative medisinterapier," sa studiens hovedforfatter, Foteini Mourkiot, PhD, en assisterende professor i ortopedisk kirurgi og celle- og cellekirurgi. Developmental Biology, samt meddirektør for Penn Institute for Regenerative Medicine, Musculoskeletal Program.

"Fra laboratoriet er vi nå i stand til å vise at det er potensial for et helt nytt rike av terapier for pasienter med denne ødeleggende tilstanden."

For omtrent 15 år siden oppdaget forskere ved Penn – inkludert denne studiens medforfatter, Eileen Shore, PhD, professor i ortopedisk kirurgi og genetikk og meddirektør ved Senter for forskning i FOP og relaterte lidelser – at en mutasjon i ACVR1-genet var ansvarlig for FOP.

I den studien fant teamet at mutasjonen endret celler i muskler og bindevev, og feildirigerte celler i vevet til å oppføre seg som beinceller, noe som resulterte i nytt og unødvendig ekstra-skjelettbein i kroppen.

"Men mens undersøkelser av hvordan FOP-mutasjonen endrer reguleringen av celleskjebnebeslutninger har blitt forfulgt i stor utstrekning de siste årene, har lite oppmerksomhet blitt viet til effektene av den genetiske mutasjonen på muskler og dens innvirkning på cellene som reparerer muskelskader, " sa Shore.

"Vi var overbevist om at å forfølge forskning på dette området kunne gi ledetråder ikke bare for å forhindre ekstra beindannelse, men også for å forbedre muskelfunksjon og regenerering, og bringe ny klarhet til FOP som helhet."

Forskerne studerte muskler fra mus med samme mutasjon i ACVR1-genet som personer med FOP har

De fokuserte på to spesifikke typer muskelvevsstamceller: fibro-adipogenetiske stamceller (FAPs) og muskelstamceller (MuSCs).

Vanligvis krever reparasjon av muskelskade en nøye balanse mellom disse to celletypene.

Skadet vev reagerer med en utvidelse av FAP-celler, som er tildelt til å rekruttere muskelstamceller som vil regenerere det skadede muskelvevet.

Etter omtrent tre dager dør FAP-er, jobben deres er gjort.

Samtidig går MuSCs over til en mer moden, differensiert tilstand, kalt muskelfiber, som er avgjørende for organisert bevegelse av musklene våre.

Hos musene med ACVR1-mutasjonen som Mourkioti, Shore og deres medforfattere studerte, hadde apoptose – prosessen der FAP-celler dør som en del av riktig muskelregenerering – avtatt betydelig, noe som førte til en høy tilstedeværelse av FAP-er forbi deres vanlige levetid.

Dette endret balansen deres med MuSCs.

Det skadde vevet viste også en redusert kapasitet for muskelstamcellemodning, og som et resultat var muskelfibrene betydelig mindre hos mus som bar ACVR1-mutasjonen sammenlignet med muskelfibre hos mus uten mutasjonen.

"Den langvarige persistensen av syke FAP-er i den regenererende muskelen bidrar til det endrede muskelmiljøet i FOP, som reduserer muskelregenerering og lar de overrikelige FAP-ene bidra til dannelsen av ekstra-skjelettbein," sa Mourkioti.

"Dette gir et helt nytt perspektiv på hvordan overflødig ekstraskjelettbein dannes - og hvordan det kan forebygges."

De nåværende målene for behandling av FOP fokuserer på å bremse ekstraskjelett beinvekst

Denne forskningen kan gi en sentral ny retning.

"Vi foreslår at terapeutiske intervensjoner bør vurdere å fremme det regenererende potensialet til muskler sammen med reduksjon av ektopisk bendannelse," skrev Shore og Mourkioti.

"Ved å adressere både stamcellepopulasjoner og deres roller i opprinnelsen til FOP, er det mulighet for sterkt forbedrede terapier."

Denne studien ble støttet av National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (R01-AR041916-15S1, F31-AR069982), National Institutes of Health (R01-AR071399, NIH P30-AR069619), og International Progress Oplasivasiva Association. (IFOPA).

Andre forfattere i studien inkluderer Alexandra Stanley, Elisia Tichy, Jacob Kocan og Douglas Roberts.

Les også:

Emergency Live enda mer...Live: Last ned den nye gratisappen til avisen din for iOS og Android

Restless Legs Syndrome: Hva det er og hvordan man behandler det

Sjeldne sykdommer: Bardet Biedl syndrom

Sjeldne sykdommer: positive resultater av en fase 3-studie for behandling av idiopatisk hypersomni

kilde:

Penn Medicine