Brandan tutorial
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Health & Medicine
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Enrique BrandanDepartmento de Biología Celular y Molecular Facultad de Ciencias BiológicasP. Universidad Católica de Chile
Solución a las Distrofias Musculares: ¿Fantasía o Realidad?
Frontal
Mastoide
Platina
Deltoides
Pectoral
Biceps
Serratus
Recto abdominal
Abdominal
Pelvis
Abductor
Cuadriceps
Vasto lateral
Sartorio
Vasto medial
Tibial anterior
Gastronemio
Soleo
Extensor
Sistema Muscular
más de 650 músculos
HuesoPerimisio
Vaso sanguíneo
Fibra Muscular
FasciaEndomisioEpimisioTendón
Complejo Distroglicán
Extracelular
Citoplasma Membrana Plasmática
Distrofina
Laminina
Matriz Extracelular
actina
Paciente original de Duchenne
LA MÁS COMÚN DENTRO DE LAS DISTROFIAS MUSCULARES, SIENDO UNA MIOPATÍA, DE ORIGEN GENÉTICO, HEREDITARIA Y AFECTANDO A
TODAS LAS RAZAS.
INCIDENCIA 1 EN 3500 NIÑOS.
FATAL EN LA SEGUNDA A TERCERA DECADA DE EDAD.
CICLOS REPETIDOS DE NECROSIS Y REGENERACION, PROGRESIVA DEBILADAD MUSCULAR Y FIBROSIS.
DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE
CONTROL
2años 5 años 10 años
DMD
Hombros ybrazos hacia atrásal caminar
Lomo hundido
Músculos traserosdébiles
Rodillas doblanhacia atrás
Musculatura inferiorgruesa (grasa y débil)
Contractura talón
Musculatura débilfrente piernas contractura puntade pies
Caminartorpe
Mal equilibriocaídas a menudo
Muslos delgadosy débiles
Vientre hacia afuera; musculaturaabdominal débil
Laminina-2
Matriz Extracelular
sarcolema
C
Ndistrofina
actina
-distroglican
a-distroglican
distrofina
distrofina núcleos
distroglicán
fibronectina
laminina
FORMACION Y REGENERACION DEL MUSCULO ESQUELETICO
músculo esquelético
fibrosis
Regeneraciónmuscular
diferenciación (miogenina)
Activación precursores
Músculo esquelético (células satélite)
daño
degeneraciónde la fibra
liberación de señalesintracelulares
inflamación
C2C12 myoblats(satellite cells derived)
Miogenina
Mioblastos Miotubos
Miosina
Fibra muscularaislada
Modelo Experimental de Regeneración Muscular
Daño Tóxico
Inyección de BaCl2 Tibialis Anterior (TA),
C57BL/6 wild-type
control 3 días 5 días 10 días
Control
3 días
5 días
10 días
Distrofia muscularde cintura
Distrofia muscularde nacimiento
Miopatíacongénita
Miopatía deMiyoshi
Mutaciones o Ausencia de Proteínas Específicas del Músculo Esquelético Producen Diferentes Distrofias
Distrofia MuscularDuchenne/Becker
Ratón mdx
Modelo Animal de Distrofia Muscular de Duchenne (mdx)
ECM
Laminina
sarcolema
C
Ndistrofinaactina
-distroglican
-distroglican
Normal mdx
distrofina
mdx 2 s 8 snormal 16 s
diafragma 12 s
diafragma mdx 12 s
TERAPIAS MOLECULARES, CELULARES Y FARMACOLOGICASPARA LA DISTROFIAS MUSCULARES
Terapia reemplazo de genes• células madres• células satélites• células derivadas de médula ósea (SP)• entrega de mini-genes contenidos en AV• Lentivirus • células genéticamente modificadas, permeables a la circulación
Manipulación ADN/ARN • oligos anti-sense• salto de exones
Reactivos farmacológicos• drogas que inducen den de utrofina• entrega viral de factores de crecimiento• IGF-1• miostatina• reactivos anti-inflamatorios• inhibidores de proteasas
Terapia reemplazo de genes• células madres• células satélites (SP• células derivadas de médula ósea (SP)• entrega de mini-genes contenidos en AV• Lentivirus• células genéticamente modificadas permeables a la circulación
Manipulación ADN/ARN • oligos anti-sense• salto de exones
Reactivos farmacológicos• drogas que inducen den de utrofina• entrega viral de factores de crecimiento• IGF-1• miostatina• reactivos anti-inflamatorios• inhibidores de proteasas
• Células aisladas de médula ósea de un ratón transgénico LacZ (células azul) bajo el control de un promotor músculo específico
• Músculos inducidos a regenerar y evaluados por células azules a 1, 2 y 3 semanas
• Células aisladas de médula ósea de un ratón transgénico LacZ (células azul) bajo el control de un promotor músculo específico
• Músculos inducidos a regenerar y evaluados por células azules a 1, 2 y 3 semanas
Mioblastos LacZtransplantados a primordios de las alas de un pollo,van a territorio muscular
mioblastos
miosina
mioblastos + miosina
Distrofia muscularde cintura
Distrofia muscularde nacimiento
Miopatíacongénita
Miopatía deMiyoshi Distrofia Muscular
Duchenne/Becker
Mutaciones o Ausencia de Proteínas Específicas del Músculo Esquelético Producen Diferentes Distrofias
Ratón transgénico que expresa una agrina modificada que reemplaza a laminina para la cura de la distrofia muscular congénita
Laminina normalune -distroglican y tiene sitio de unión Por la proteína agrina
En la distrofia muscular de nacimiento (congénita) se expresa una laminina con poca afinidad por -distroglican pero si por agrina
Agrina se modifico para que una además a -distroglican
Complejo Distroglicán
Extracelular
Citoplasma Membrana Plasmática
Distrofina
Laminina
Matriz Extracelular
actina
Agrina se modifico para que una además a -distroglican
Sitio de unión por -distroglicán
Sitio de unión a laminina
Agrina
Ratón transgénico que expresa una agrina modificada que reemplaza a laminina para la cura de la distrofia muscular congénita
Distrofia muscularde cintura
Distrofia muscularde nacimiento
Miopatíacongénita
Miopatía deMiyoshi Distrofia Muscular
Duchenne/Becker
Mutaciones o Ausencia de Proteínas Específicas del Músculo Esquelético Producen Diferentes Distrofias
WT
mdx
• Distrofina; 427.000 daltons (3685 aa)• Difícil poner en un virus• Becker distrofia mas suave que Duchenne• Contrucción de microdistrofina similar a Becker• Introducirla en un virus
mdx
wt
mdx
mdx
Distrofia muscularde cintura
Distrofia muscularde nacimiento
Miopatíacongénita
Miopatía deMiyoshi Distrofia Muscular
Duchenne/Becker
Mutaciones o Ausencia de Proteínas Específicas del Músculo Esquelético Producen Diferentes Distrofias
Terapia utilizando mensiaglobastos genéticamente modificados
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Virus que contiene micro-distrofina infecta mensiangoblastos del perro distrófico para su amplificación
gen micro-distrofina
Mensangioblastos se cultivanVaso sanguíneo (intrasistémico)
micro-distrofina se introduce a un virus atenuado
Se evalúa el músculo y la capacidad de generar fuerza
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….el futuro………
Problemas:
• Fibrosis• Inmunocompatibilidad• Demasiados territorios• Inflamación
Solución:
Continuar la investigación básica que genere el conocimiento necesario pararealizar aproximaciones experimentales que impliquen estrategias combinadas, evaluando el potencial impacto beneficioso de éstas en ensayos preclínicos
….el futuro………
Problemas:
• Fibrosis• Inmunocompatibilidad• Demasiados territorios• Inflamación