Mittwoch, 19 August 2020 23:16

Florida: Neues funktionelles NMJ-Krankheitsmodell belegt Wirksamkeit von Therapeutika gegen ALS Empfehlung

Das Hybrid Systems Laboratory der University of Central Florida (UCF) hat ein Human-on-a-Chip-Modell zur Untersuchung von Therapeutika gegen amyotrophe Lateralsklerose entwickelt, mit dem sich weitaus schnellere und zuverlässigere Ergebnisse erzielen lassen als durch Verwendung eines Tiermodells.


Die amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine noch immer nicht heilbare degenerative Erkrankung des zentralen Nervensystems. Der Untergang der Motoneurone führt zu Lähmungen und häufig innerhalb weniger Jahre zum Tod. Die Ursache der Erkrankung ist mit Ausnahme der seltenen erblichen Formen bislang unbekannt (1).

Für das ALS-Modell wurden humane Motoneuronen aus induzierten pluripotenten Stammzellen verschiedener ALS-Patienten und Muskelfasern von gesunden Probanden in kleinen Kammern eines mikrofluidischen Chipsystems eingebracht. Bei den Untersuchungen wurden die Motoneuronen mit zunehmender Frequenz stimuliert und die Muskelreaktion überwacht, um sowohl "Sprünge" als auch beschleunigte Ermüdung zu erfassen. Im ALS-Modell kam es zu signifikanten Beeinträchtigungen der NMJ-Bildung, und damit der Übertragung der elektrischen Aktivität sowie der Muskelkontraktion.

Die UCF-Wissenschaftler um Prof. Dr. James Hickman konnten erstmalig zeigen, dass verschiedene ALS-Mutationen zwar unterschiedliche Phänotypen zeigen, aber alle auf ein gemeinsames Ursprungsdefizit an einer spezialisierten Synapse (NMJ) zurückzuführen sind, welche die Verknüpfung zwischen alpha-Motoneuronen und Skelettmuskeln darstellt.


Mit ihrem Modell konnten die Forscher zudem die Wirksamkeit des sogenannten Deanna-Protokolls zur Behandlung der ALS belegen. Dabei folgen die Patienten einer speziellen ketogenen Diat sowie Nahrungsergänzungsmitteln wie dem Neurotransmitter Gamma-Aminobuttersäure (2).

Originalpublikation:
Xiufang Guo, Virginia Smith, Max Jackson, My Tran, Michael Thomas, Aakash Patel, Eric Lorusso, Siddharth Nimbalkar, Yunqing Cai, Christopher W. McAleer, Ying Wang, Christopher J. Long, and James J. Hickman (2020). A Human-Based Functional NMJ System for Personalized ALS Modeling and Drug Testing. Advanced Therapeutics 2000133, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adtp.202000133

Quelle:
https://hesperosinc.com/ucf-hesperos-researchers-utilize-human-on-a-chip-approach-to-model-als-pathology/

Zusätzliche Informationen:
(1) https://www.dgm.org/sites/default/files/content/2019/10/01/amyotrophelateralsklerosealsstand072019.pdf
(2) https://meinmuskelschwund.wordpress.com/2013/09/28/deanna-protocol-beginn-28-09-13/