Mai ElMallah 博士は、デューク大学医学部の小児科准教授です。 ElMallah ラボでは、マウスモデルを使用して、さまざまな希少遺伝病の呼吸と肺のメカニズムの制御を研究しています。 現在、ラボは ALS とポンペ病のマウス モデルに焦点を当てています。 彼らは、呼吸不全に対する遺伝子治療の影響を研究しています。 ElMallah 博士は、前臨床の希少疾患研究の最前線にいます。私たちは、この分野に関する彼女の考えを聞き、彼女の研究について詳しく知ることができました!
これらの病気はどちらも呼吸不全を引き起こし、それが私をそれらに引き寄せた. 私が肺のフェローシップを始めたとき、私はポンペ病から始まり、神経筋障害における呼吸の制御に興味がありました. 私はフロリダ大学で、呼吸生理学者のデビッド・フラーと遺伝子治療とポンペの専門家であるバリー・バーンのXNUMX人のメンターの研究室で働きました. フェローシップ中、ポンペ病の呼吸制御に興味を持ちました。 当時、私は遺伝子治療に重点を置き、ベクターと治療法を呼吸制御センターに導入し、呼吸筋を標的にしようとしていました.
私がマサチューセッツ大学に移ったとき、診療所でも多くのポンペ患者を見ました。 患者が気管切開を受けて人工呼吸器を装着されたときはいつでも、患者は気管腫大を起こし、気管は圧力の上昇から拡張しました。 同時に、FDA承認の酵素補充療法を受けているこれらの患者に気管軟化症と気管支軟化症があったことを示すいくつかの出版物が発表されました. その時、私は気道の平滑筋機能不全を追求し始めました. flexiVent は、中枢気道抵抗と末梢気道抵抗に対する疾患の影響を調べることができるため、これに最適でした。 気管支収縮剤と気管支拡張剤を使用して、平滑筋がどのように反応するかを確認できます。 いくつかの ex vivo 研究では、ポンペ病に重大な平滑筋機能障害があることがわかりました。 それが私がポンペ病から始まった方法です。
ALS については、マサチューセッツ大学に行ったときにその研究に取り掛かりました。 世界的に有名な権威であるロバート ブラウン博士は、ALS のスーパーオキシド ジスムターゼ 1 (SOD1) をノックダウンするためのアデノ ウイルス (AV) 遺伝子治療を行っていました。当時の遺伝子治療に関連する焦点は、マウスの手足の動きと生殖能力にありました。 ご存知のように ALS 患者は最終的に呼吸不全で死亡するので、私はこの新しい治療法の影響を知りたいと思いました。まず第一に、他の人が ALS モデルで示したことを再現できるかどうかを確認し、その後、マウスの呼吸機能に対する遺伝子治療の効果。
ここ米国での小児科フェローシップの一部は、1 か月の臨床研究と XNUMX か月の研究です。 研究プロジェクトを見つける前は、自分が臨床研究を行うのか、それとも基礎科学研究を行うのかを知りませんでした。 私はそれまで基礎科学の研究をしたことがありませんでした。 遺伝子治療ラボのローテーションを行う前に、ぜんそく、COPD、およびアルファ XNUMX アンチトリプシン (AAT) の研究に関する別のラボで、このラボ ローテーションを開始しました。 私の最後の研究室のローテーションは、遺伝子治療を行っている Dr. David Fuller でした。 彼らは素晴らしいグループであり、それを行う人は多くありません。
同種疾患であるため、この疾患を治す方法は遺伝子治療です。 最大の闘争は、アデノウイルス (AV) 遺伝子治療を使用して導入遺伝子をすべての影響を受ける領域 (骨格筋、心筋、平滑筋、すべての運動ニューロンを含む CNS) に送達しようとすることです。 では、どのようにしてすべての筋肉と運動ニューロンを標的にするのか、それが今後5年間で解明しようとしていることです. AV 遺伝子治療は、ポンペ病の成人に対する臨床試験がすでに行われています。 臨床試験中なので、子供向けの良いベクターが見つかればすぐに翻訳されるでしょう。 ポンペ病の子供に対する全身性 AV 注射は実際には行われていません。 アデノ随伴ウイルス (AAV) 遺伝子治療で大きな成功を収めたのは、約 6 年前に FDA の承認を得た脊髄性筋萎縮症 (SMA) です。 これらの子供が生後 9 か月になる前に発見され、AAV2-SMN を注射された場合、人工呼吸器を使わずに過ごすことができ、3 ～ XNUMX 歳で歩いたり話したりすることができます。 これらは、人工呼吸器に依存する患者です。 ポンペ病に焦点が当てられているのは、遺伝子治療による治療法を見つけようとしているところだと思います.
それらすべてをターゲットにしようとしているだけだと思います。 トランスジーンを導入できる動物モデルでは、運動ニューロンの病理学と骨格筋の病理学の逆転が見られるので、そこに到達できるようにする必要があります. 酵素補充療法は、これらの子供たちが現在受けているものであり、1週間ごとに受け、XNUMX週間ごとに注入する必要があります. このため、免疫抑制を行う必要があります。 多くの患者が人工呼吸器を使用しないようにするのに役立ちました。XNUMX 回の治療だけで済むのは素晴らしいことです。
デューク大学に来てとても魅力的だったのは、世界的に有名なポンペ病センターがあることです。 プリヤ・キシュナニ博士はポンペ病の世界的権威であり、ポンペ病センターの設立に成功しました。 彼女は遅発性および乳児型ポンペ病に関する年次会議を開催しており、多くの人がここに来てポンペ病について学び、診療所でフォローされています。 彼女と協力することで、クリニックのどこに欠陥があるかを突き止め、治療を進めようとするのに本当に役立ちました.
ええ、6年です。
確かに、 フレキシベント ポンペマウスモデルに関する研究は、平滑筋、気道が 過敏症. 治療は、気道の平滑筋を標的として強化されました。 それが、私が取得したばかりの R1 助成金の基礎となりました。 flexiVent のデータがなければ、この道を進むことはできません。 ALS の場合、進行性神経疾患で発生した制限を見るのは興味深い方法でした。 これは、ポンペのように追求し続けたものではありません。 私が現在取り組んでいるもう XNUMX つの疾患モデルは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー (DMD) です。デュシェンヌ型筋ジストロフィー (DMD) の平滑筋は影響を受けており、私たちが実際に見ているものではないと思うので、気道抵抗を調べることに非常に興味があります。
マウスモデルは、1998 年に NIH で Nina Raben 博士によって最初に作成されたもので、129X1/SvJ * C57BL/6 バックグラウンドでした。 フロリダ大学では、Barry Byrne 博士が純粋なバックグラウンドを取得するために 129 に戻し交配しました。 呼吸器系の病状がありますが、マウスは少し健康になる傾向があります。 マサチューセッツ大学では、元の C57BL/6 モデルに戻りました。 これは、GAA 遺伝子をノックアウトした酸性アルファ-グルコシダーゼ (GAA) 欠損モデルです。 GAA はリソソームのグリコーゲンをグルコースに加水分解しますが、不足しているグリコーゲンがリソソームに蓄積し、細胞破壊を引き起こします。 組織学的に優れたモデルです。 しかし、マウスは、リソソームのグリコーゲンの重症度を考えると、人間と比較して非常によく補います.
理想的なベクトルを見つけようとしています。 新しい AAV ベクターを見て、現在 SMA で使用されている AAV9 と比較しました。 それにもかかわらず、重要な平滑筋の病理があることがわかりました。 flexiVent を使用して呼吸気道抵抗を評価したところ、AV 遺伝子治療にもかかわらず差がないことがわかりました。 私たちは、AV 遺伝子治療の専門家である Aravind Asokan 博士と協力しており、彼は、平滑筋と平滑筋前駆細胞を標的とする経路を見つけて、平滑筋の XNUMX 回限りの治療を使用できるようにするための新しいキャプティブ修飾を検討しています。 、骨格筋、心筋、CNS。 それを評価するためにflexiVentを使用します。
デュシェンヌ型筋ジストロフィーの研究では、通常、呼吸の結果は見られません。 新しい治療法で気道抵抗と呼吸結果を追加することは、私たちが戻ってきたら計画していることです.
コラボレーションは非常に重要です。 特定の神経筋疾患の専門家と協力します。 クリニックでは呼吸器の問題を引き起こす臨床モデルを持つ人々を見つけますが、呼吸器の結果は研究室では見られません。 臨床集団は、ラボでの研究に情報を提供するものです。 目標は、ラボからクリニックに戻ることです。 それが、将来の患者ケアに影響を与える可能性があるという研究に情熱を傾けている理由です. 目標を心に留めておくのに役立ちます。
多くの人が神経筋障害における呼吸器の転帰を見落としていることを考えると. マウスが呼吸表現型を持っているかどうかを確認するのに最適な方法である呼吸機能装置を入手してください。
治療用遺伝子導入およびゲノム編集のための非常に強力な AAV バリアントの種間進化。 (2022)。 ネイチャー・コミュニケーションズ、13: 5947
舌内および胸膜内 AAV 遺伝子治療は、SOD1 ALS マウス モデルの生存を延長します。 キーラー、AM、他。 （2020）。 分子治療法と臨床開発。 17: 246-257
AAVB1-GAA の全身送達はグリコーゲンを除去し、ポンペ病のマウスモデルにおける生存を延長します。 キーラー、AM、他。 （2019）。 ヒト遺伝子治療、30(1)
Serpina1 の XNUMX つのパラログを編集して、遺伝性肺気腫のマウスモデルを作成する. ボレル、F.、他。 （2017）。 生物科学、115(11): 2788-2793
