Люди с наследственным заболеванием миотонической дистрофией (СД) часто испытывают чрезмерную дневную сонливость и утомляемость, а также измененную реакцию на анестетики, что может подвергнуть их риску осложнений при госпитализации.

Исследователи Emory в сотрудничестве с коллегами из Колумбийского университета и Университета Флориды теперь имеют данные о симптомах центральной нервной системы DM на мышиной модели, указывающие на связь с нейротрансмиттером-ингибитором ГАМК-; и потенциальное средство.

Результаты опубликованы в eNeuro.

Проблемы со сном и реакцией на анестезию являются двумя основными проблемами для людей с миотонической дистрофией. Обнаруженные нами поведенческие, фармакологические и молекулярные изменения помогают нам понять, откуда берутся эти аспекты расстройства».

Гэри Басселл, доктор философии, заведующий кафедрой клеточной биологии Медицинской школы Университета Эмори

Ведущим автором статьи является Камыра Эдокполор, доктор философии, бывшая аспирантка Эмори, при участии лаборатории анестезиолога Пола Гарсии в Колумбии и лаборатории нейрогенетика Эрика Ванга в Университете Флориды.

В статье eNeuro описывается, как мыши модели DM обладают повышенной чувствительностью к ГАМК. Они демонстрируют более сильную реакцию на бензодиазепины, класс препаратов против беспокойства и бессонницы, которые действуют через ГАМК. Дополнительные данные свидетельствуют о том, что препараты, противодействующие бензодиазепинам, такие как перепрофилированный антидот флумазенил, могут работать против длительного сна и дневной сонливости при СД.

«Острые эффекты флумазенила недавно были проверены в ходе небольшого клинического испытания у людей с СД, но наши результаты показывают, что это исследование необходимо пересмотреть», — говорит Ван. «В частности, стимулирующие бодрствование эффекты флумазенила при СД могут иметь место в более длительном временном масштабе, чем исследовалось ранее».

DM известен как мышечное заболевание, но он поражает все тело. В дополнение к классическим симптомам миотонии (трудности расслабления сокращенной мышцы) и мышечной слабости или истощению, люди с СД также часто имеют проблемы с сердцем или желудочно-кишечным трактом, и многие сообщают как о длительном сне, так и о сонливости или проблемах с концентрацией внимания в течение дня.

NOW Foods, экстракт корня валерианы, 59 мл (2 жидк. унция)

DM вызывается аномально расширенными повторами ДНК; в типе 1 три буквы генетического кода (CTG) повторяются снова и снова десятки раз, а в типе 2 повторяются четыре буквы (CCTG). Повторы длиннее у людей с миотонической дистрофией, чем у здоровых людей; возраст начала и тяжесть варьируются в зависимости от продолжительности повторения. Расширенные повторы, вставленные в одно из двух мест генома, препятствуют способности клеток экспрессировать многие гены. Они искажают процесс сплайсинга РНК в мышцах и других тканях, что приводит к целому ряду симптомов СД.

В статье исследователи хотели сосредоточиться на нервной системе, поэтому они использовали мышей с нокаутом гена Muscleblind-like 2 (MBNL2). MBNL2 является частью группы РНК-связывающих белков, которые, по мнению ученых, отклоняются РНК, продуцируемой расширенными повторами. Экспрессия MBNL2 сильнее в головном мозге, чем в других тканях. Таким образом, мыши с нокаутом MBNL2 не имеют проблем с мышцами, но они, по-видимому, повторяют симптомы DM центральной нервной системы.

Исследователи подвергли мышей с нокаутом MBNL2 анестетику севофлурану, бензодиазепину диазепаму (валиум) или бензодиазепиноподобному препарату золпидему (амбиен).

«Все эти препараты нацелены на рецепторы ГАМК-А, и у нас были некоторые подсказки, что эти рецепторы могут быть затронуты при СД, из-за многолетних сообщений об осложнениях послеоперационной анестезии», — говорит Эдокполор.

По сравнению с контролем, мыши с нокаутом MBNL2 демонстрировали задержку восстановления после анестезии, вызванной севофлураном, задержку выхода из сна, вызванного золпидемом, и более сильную реакцию на диазепам.

В качестве потенциального объяснения повышенной чувствительности к ГАМК исследователи смогли показать, что мыши с нокаутом MBNL2 демонстрируют измененный сплайсинг РНК гена, кодирующего субъединицу рецептора ГАМК-А (гамма 2). Паттерны сплайсинга для генов, кодирующих другие субъединицы рецептора ГАМК-А, не были затронуты. Для гамма 2 измененный паттерн сплайсинга означает, что образуется более короткая форма белка. Более короткая форма более чувствительна к бензодиазепинам и обладает большей тонизирующей или постоянной активностью. Это означает, что стимулирующие сон сигналы, индуцированные ГАМК, могут быть сверхактивными при СД.

По сравнению с контрольными мышами мыши с нокаутом MBNL2 проводили больше времени неподвижно и предположительно спали в течение дня, когда мыши обычно спят. Однако при введении флумазенила мыши с нокаутом MBNL2 проводили меньше времени во сне, причем эффект усиливался через 3 или 4 часа. Время неподвижности сократилось примерно на 20 процентов через 3 часа. Эффект стимуляции бодрствования контрастировал с контрольными мышами, которые демонстрировали неподвижность в течение большего времени при введении флумазенила.

Флумазенил был открыт в компании Hoffmann La Roche в 1970-х годах и одобрен FDA в 1992 году в качестве контрмеры при передозировке бензодиазепинов; в том же году, когда была картирована мутация миотонической дистрофии 1 типа. Считается, что при использовании в качестве противоядия препарат вытесняет бензодиазепины из мест их связывания с ГАМК-рецепторами в головном мозге. Препарат не одобрен для других показаний.

Авторы заинтересовались флумазенилом, потому что, начиная с 2013 года, исследователи сна Эмори Дэвид Рай и Линн Мари Тротти перепрофилировали препарат в качестве средства, стимулирующего бодрствование, «не по прямому назначению» для лечения нарушений сна, включая идиопатическую гиперсомнию. Впоследствии исследователи узнали, что некоторые пациенты с СД также испытали положительные эффекты, что привело к клиническому исследованию флумазенила, спонсируемому компанией Expansion Therapeutics. В этом исследовании 12 участников не сообщали об эффектах стимуляции пробуждения, но эффективность в первую очередь оценивалась после внутривенного введения в течение 2 часов.

Исследование было поддержано Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (R01NS112291) и Фондом миотонической дистрофии. Флумазенил был предоставлен компанией Expansion Therapeutics. Патент на использование антагонистов рецепторов ГАМК-А для лечения миотонической дистрофии принадлежит Басселлу и Вангу, поэтому они потенциально могут извлечь выгоду из будущей коммерциализации.