Derzeit gibt es keine Heilung für diese Krankheit. Wissenschaftler in der Provinz Zhejiang haben neue Ideen zur Behandlung dieser „seltenen Krankheit“ eingebracht

Zunächst kommt es zu leichten motorischen Störungen, Laufen, Springen und andere Bewegungen werden erschwert. Später kann der Patient allmählich nicht mehr gehen und seine Gliedmaßen nicht mehr normal heben und ist auf einen Rollstuhl angewiesen, um sich fortzubewegen. Letztendlich könnte er an Atemstillstand oder Herzversagen sterben ...

Dieser Abschnitt beschreibt das Leben einer Person mit Muskeldystrophie Duchenne. Die Muskeldystrophie Duchenne (DMD), kurz DMD, ist eine schwere erbliche neuromuskuläre Erkrankung und eine der am häufigsten tödlich verlaufenden genetischen Erkrankungen.

Leider gibt es derzeit keine Heilung für diese Krankheit.

Kürzlich haben Wissenschaftler aus Zhejiang, einem Forschungsteam der West Lake University, neue Durchbrüche bei der Erforschung des Kernproteins der Krankheit erzielt.

Am 11. Dezember 2024, Pekinger Zeit, veröffentlichten Wu Jianpings Team von der Westlake University und dem Westlake Laboratory sowie Yan Zhens Team gemeinsam einen Artikel mit dem Titel „Struktur und Aufbau des Dystrophin-Glykoproteinkomplexes“ in Nature Online. Zum ersten Mal konnte das Team das Kernprotein der Muskeldystrophie „klar erkennen“, das Geheimnis des Dystrophin-Glykoproteinkomplexes (DGC) lüften und seine einzigartigen strukturellen Eigenschaften nachweisen.

| Screenshot des Dokuments

Diese Studie schließt eine wichtige Lücke auf diesem Gebiet, die seit fast drei Jahrzehnten besteht. Diese Entdeckung liefert neue Erkenntnisse zur Pathogenese der Muskeldystrophie.

Was ist die Muskeldystrophie Duchenne (DMD)?

Laut Statistik gibt es weltweit über 300 Millionen Patienten mit seltenen Krankheiten und in China leiden über 20 Millionen Menschen an verschiedenen seltenen Krankheiten. DMD ist eine dieser seltenen Erkrankungen.

Im Jahr 1986 entdeckten amerikanische Wissenschaftler, dass die Ursache von DMD ein Defekt im Dystrophin-Gen ist. Da sich das DMD-Gen auf dem X-Chromosom befindet, tritt DMD überwiegend nur bei Jungen auf, wobei die Inzidenz bei etwa einem Fall pro 3.500 Jungen liegt.

| Klinische Manifestationen von DMD Quelle: Westlake University

Bei DMD-Patienten kommt es zu fortschreitender Schwäche und Degeneration der Skelettmuskulatur, was mit einer hohen Sterblichkeitsrate einhergeht. Im Alter von 3 bis 5 Jahren entwickeln sie häufig Symptome wie Bradykinesie, abnormalen Gang und Schwierigkeiten beim Stehen. Diese Symptome verschlimmern sich mit zunehmendem Alter allmählich. Mit etwa 12 Jahren sind sie auf Rollstühle angewiesen, um sich fortzubewegen, und mit etwa 20 Jahren können sie an Herz- und Lungenversagen sterben.

Da die Krankheit noch immer nicht geheilt werden kann, war die Suche nach sicheren und wirksamen Behandlungsmethoden schon immer das oberste Ziel der Forschung auf diesem Gebiet.

Dieses Kernprotein

Was verursacht DMD?

Einer der Protagonisten dieser Studie ist ein Protein namens Dystrophin, dessen vollständiger Name Dystrophin lautet. Es ist ein wichtiges Zytoskelettprotein, das hauptsächlich in Skelettmuskel- und Herzmuskelzellen vorkommt und eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion von Muskelzellen spielt.

Wenn Dystrophin in vivo mit mehreren Proteinen interagiert, bildet es den DGC-Komplex. Dieser Komplex verteilt sich hauptsächlich im Muskelgewebe und Nervensystem. Muskeldystrophie ist mit Mutationen in diesem Proteinkomplex verbunden.

Wenn die Muskelzelle ein Hochhaus ist, dann ist der DGC-Komplex sowohl der „Stoßdämpfer“ als auch die „Kommunikationsausrüstung“ des Gebäudes. Es ist die Verbindung zwischen dem Inneren und Äußeren der Zelle, die die durch die Muskelkontraktion erzeugte mechanische Kraft absorbieren und zerstreuen kann und so dazu beiträgt, die Integrität und Stabilität der Muskelzellmembran zu schützen und aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig hat der DGC-Komplex auch eine Signaltransduktionsfunktion und beeinflusst das Zellwachstum, die Differenzierung und das Überleben.

| Hochauflösende Elektronendichtekarte des endogenen DGC-Komplexes im Skelettmuskel. Quelle: West Lake University

Zum ersten Mal klar sehen

Das „wahre Gesicht“ des Core-Proteins

Den Teams von Wu Jianping und Yan Zhen von der School of Life Sciences der Westlake University gelang es, den natürlichen endogenen DGC-Komplex aus dem Skelettmuskelgewebe von Mäusen zu isolieren. Mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie konnten sie seine hochauflösende Struktur (Auflösung 3,2–3,5 Å) auflösen. Damit entstand das erste klare Bild des gesamten Komplexes und eine fast drei Jahrzehnte alte Lücke auf diesem Gebiet wurde geschlossen.

Anschließend wandte sich das Forschungsteam wieder der Krankheit selbst zu und untersuchte, wo sich die mit der Muskeldystrophie verbundenen pathogenen Mutationsstellen befinden. Sie analysierten eine große Menge an Daten zu Mutationsstellen im Zusammenhang mit Muskeldystrophie, die in den letzten Jahrzehnten in klinischen Studien gesammelt wurden, und stellten fest, dass pathogene Mutationen im Zusammenhang mit Muskeldystrophie hauptsächlich in drei Regionen verbreitet sind. Diese spezifischen Regionen spielen eine wichtige Rolle für die normale Funktion der DGC und bieten tiefe Einblicke in den pathogenen Mechanismus der damit verbundenen Muskeldystrophie.

| Forschungsteam Bildquelle: Westlake University

Auch aus mikroskopischer Sicht wurden neue Hinweise für die Entwicklung gentherapeutischer Lösungen gefunden. Derzeit gibt es für DMD-Patienten nur sehr begrenzte Behandlungsmöglichkeiten. Eine gängige Strategie besteht darin, das dysfunktionale Dystrophin-Protein durch Gentherapie zu reparieren. Das Gen für dieses Protein ist jedoch eines der längsten Gene im menschlichen Körper und es ist sehr schwierig, ein so langes Gen intakt zu liefern, um das krankheitsverursachende Gen zu ersetzen.

Die Forschungsergebnisse der Westlake University liefern wichtige Hinweise für die Entwicklung einer sinnvolleren und wirksameren Proteinzufuhr. Die wichtigen Hinweise, die diese Struktur liefert, könnten in Zukunft neue Hoffnung für die Behandlung der Muskeldystrophie bringen.

(Quelle: Chao News, Westlake University)