Spinal muskelatrofi: En sjælden, men behandlelig sygdom i nervesystemet

Udgivet: 1. august 2023

Forfattere

James N. Sleigh, Vanessa Christie-Brown, Liz Ryburn, Rafael J. Yáñez-Muñoz

Når noget er sjældent, betyder det, at det sker meget sjældent. Vidste du, at de fleste sygdomme er sjældne? Der er mere end 6.000 kendte sjældne sygdomme, som hver især rammer færre end 1 ud af 2.000 mennesker. Men hvis vi lægger alle de sjældne sygdomme sammen, rammer de ca. 1 ud af 17 af os! Da de hver for sig er usædvanlige, er sjældne sygdomme ofte dårligt forstået. Men sjældne sygdomme har en stor indvirkning på familier og samfund, og derfor kræver de øget opmærksomhed. I denne artikel vil vi udforske en sjælden sygdom i nervesystemet kaldet spinal muskelatrofi (SMA). Vi vil fortælle dig om symptomerne på SMA og forklare, hvordan den nedarves. SMA har ført an i opdagelsen af behandlinger for sjældne sygdomme. At finde behandlinger for sjældne sygdomme kræver intensiv forskning og engagement fra mange mennesker, men succesen med SMA-behandlinger understreger vigtigheden af at studere andre sjældne tilstande.

Sjældne sygdomme

Sygdomme opstår, når kropsdele ikke fungerer korrekt. Alzheimers sygdom skader for eksempel hjernen, og hjerte-kar-sygdomme påvirker hjertet. Disse tilstande er nogle af de førende dødsårsager og er derfor velundersøgte af videnskabelige forskere over hele verden. Men der er mange andre mindre kendte sygdomme, som har alvorlige konsekvenser for patienter og deres familier, og de fleste af disse sygdomme får meget mindre opmærksomhed, fordi de er sjældne.

Der er over 6.000 kendte sjældne sygdomme, herunder cystisk fibrose, Duchennes muskeldystrofi og seglcellesygdom. Sjældne sygdomme rammer færre end 1 ud af hver 2.000 mennesker. Meget få af disse sygdomme kan kureres, og de fleste har ikke engang effektive behandlinger, der kan hjælpe de patienter, der lider af dem. Men selv om hver enkelt sjælden sygdom ikke rammer mange mennesker, anslås det, at 1 ud af 17 mennesker rammes af en eller anden form for sjælden sygdom i løbet af deres liv. Det betyder, at sjældne sygdomme tilsammen har en stor indvirkning – ikke kun på en persons helbred og velbefindende, men også på deres økonomi, deres familier og samfundet. Denne situation vil kun blive bedre, hvis sjældne sygdomme undersøges nøje, både af læger (for at forbedre diagnosticering og forståelse af symptomer) og forskere (for at identificere, hvilke defekte molekyler der forårsager sygdommen, og for at udvikle behandlinger).

Hvad er spinal muskelatrofi?

Spinal muskelatrofi (SMA) er en sjælden sygdom i nervesystemet, der rammer ca. 1 ud af 10.000 mennesker. Mennesker med SMA har muskelsvaghed og atrofi (svind), som bliver værre med tiden og påvirker deres mobilitet [1]. Symptomerne på SMA begynder generelt før 6-måneders-alderen. Uden hjælp til deres vejrtrækningsbesvær (eller en af de nye behandlinger, der omtales nedenfor), lever de fleste børn med SMA ikke længere end til deres anden fødselsdag.

For at bevæge vores krop, synke og trække vejret skal vores muskler trække sig sammen og slappe af. Muskelsammentrækningen udløses af elektriske signaler fra hjernen, som sendes langs nerveceller kaldet motorneuroner (figur 1A). Kommandocentrene i disse celler, kaldet cell bodies findes i rygmarven og har lange, tynde forlængelser kaldet axoner. Aksoner forbinder cellelegemet med individuelle muskler, hvor de danner specialiserede forbindelser, der hjælper med nerve-til-muskel-kommunikation og muskelsammentrækning (Figur 1B).

Figur 1: SMA er en sjælden sygdom, der får motorneuroner til at dø. (A, B) Motorneuroner findes i rygmarven og er nerveceller, der har lange, tynde udløbere kaldet aksoner, som forbindes til musklerne. Sunde motorneuroner sender elektriske signaler fra rygmarven til musklen, hvilket får musklen til at trække sig sammen, og kroppen til at bevæge sig. (C) Hos mennesker, der har SMA, nedbrydes og dør motorneuronerne, hvilket ødelægger kontakten mellem nervesystemet og musklerne. Dette resulterer i muskelsvaghed og atrofi på grund af reduceret brug.

Ved SMA fungerer motorneuronerne ikke ordentligt og begynder at nedbrydes for til sidst at dø (figur 1C). Motorneuronerne kan ikke erstattes, så når de dør, når de elektriske signaler ikke længere frem til musklerne. Det forhindrer musklerne i at trække sig sammen, og med tiden bliver de muskler, der ikke bliver brugt, svækket og atrofierer.

Hvad er årsagen til SMA?

SMA er, som de fleste sjældne sygdomme, en genetisk tilstandd et betyder, at det nedarves gennem DNA, som gives videre fra forældre til børn. Gener, som er korte sektioner af DNA, der koder for proteiner, bliver nogle gange beskadiget eller går tabt ved en proces, der kaldes mutation (for detaljer om mutationer, se denne Frontiers for Young Minds-artikel). Da mennesker har mere end 20.000 gener, kan vi arve mange sjældne sygdomme gennem mutationer.

SMA forårsages af mutationer i et gen kaldet Survival Motor Neuron 1 (SMN1) [1]. SMN1 producerer normalt et protein kaldet SMN (figur 2A). Alle celler har brug for SMN for at forblive sunde, men det er især vigtigt for motorneuroner. Når SMN1-genet er muteret, producerer det ikke længere nok SMN-protein til, at motorneuronerne kan overleve, så disse celler nedbrydes og dør hos SMA-patienter (figur 2B).

Figur 2: SMA er forårsaget af mutationer i SMN1-genet. (A) Hos raske mennesker producerer SMN1- og SMN2-generne SMN-protein, som motorneuronerne har brug for for at overleve. SMN1 producerer alt det nødvendige SMN, mens SMN2 producerer en meget mindre mængde. (B) SMN1 er muteret eller slettet hos personer, der har SMA, og det producerer ikke længere SMN. En lille mængde SMN produceres af SMN2, men det er ikke nok til, at motorneuronerne kan overleve. (C) SMA er en autosomal recessiv sygdom, hvilket betyder, at to defekte/muterede kopier af SMN1 skal nedarves, for at SMA kan udvikles.

I modsætning til de fleste andre proteiner kan SMN også produceres af et andet gen, som hedder SMN2. SMN2 laver dog 10 gange mindre SMN-protein end SMN1. Hos mennesker, der ikke har SMA, er der ikke brug for SMN2 – SMN1 laver rigeligt med SMN til at holde cellerne sunde. Men mennesker med SMA er kun afhængige af SMN2 for at få deres SMN-protein, fordi deres SMN1-gener ikke virker.

Du har måske hørt, at mennesker kun har to kopier af hvert gen – en arvet fra mor og en fra far. Men det gælder ikke for alle gener, og heldigvis er SMN2 en af disse undtagelser. På grund af en fejl kan gener nogle gange blive duplikeret ved et uheld, hvilket fører til, at der er mere end de sædvanlige to kopier. For mennesker med SMA gælder det, at jo flere kopier af SMN2 de har, jo mere SMN producerer de – og jo mindre intense er deres symptomer. Det er derfor, at nogle tilfælde af SMA er alvorlige, mens andre er mildere. Det betyder også, at små stigninger i SMN kan forbedre livskvaliteten for en person med SMA. Det er vigtigt for de behandlingsmuligheder, der diskuteres nedenfor.

Hvordan nedarves SMA?

SMA er en autosomal recessiv sygdom tilstand, hvilket betyder, at to defekte kopier af SMN1-genet skal nedarves (en fra hver forælder), for at sygdommen kan opstå (figur 2C). Ordet “autosomal” henviser til, at sygdomsgenet findes på et af de 22 kromosomer, der ikke er kønskromosomer, kendt som autosomer. Når en tilstand er “recessiv”, betyder det, at én defekt genkopi ikke er nok til at forårsage sygdom. Derfor kan folk “bære” et defekt SMN1-gen uden at vise nogen SMA-symptomer; disse SMA bærere forekommer hos ca. 1 ud af 40 personer.

Når to SMA-bærere får et barn, er der en chance på 1 ud af 4 for, at deres barn vil udvikle SMA, en chance på 2 ud af 4 for, at deres barn vil være bærer, og en chance på 1 ud af 4 for, at barnet hverken vil have SMA eller være bærer (figur 2C).

Kan SMA behandles?

Som de fleste sjældne sygdomme kan SMA i øjeblikket ikke helbredes. Men tre nye behandlingsformer kan forbedre symptomerne på SMA (figur 3) [2], og der er flere potentielle behandlingsformer under udvikling.

Figur 3 :Tre lægemidler er blevet godkendt til at behandle de lave niveauer af SMN-protein, der ses ved SMA. (A) Nusinersen øger mængden af SMN-protein, der produceres af SMN2-genet. (B) Onasemnogene abeparvovec er en form for genterapi, hvor man bruger en virus til at levere SMN1-genet til nervesystemet. (C) Risdiplam er et lille molekyle, der også øger SMN-produktionen fra SMN2. (D) En opsummering af de vigtigste egenskaber ved hver godkendt behandling af SMA.

Vi ved ikke præcis, hvorfor lave SMN-niveauer påvirker motorneuronerne, men vi ved, at hvis man hjælper disse nerveceller med at producere mere SMN, kan det forbedre symptomerne. Dette blev oprindeligt vist i laboratoriemus, der manglede SMN, og det svarer til, hvad man ser, når mennesker med SMA har flere kopier af SMN2-genet. De tre godkendte behandlinger virker alle ved at øge SMN-niveauerne i motorneuroner (og andre celler).

Nusinersen (varemærket Spinraza) var den første medicin, der blev godkendt til SMA. Dette lægemiddel genkender specifikt et mellemmolekyle lavet af SMN2, der bruges til at producere SMN-protein, hvilket øger effektiviteten, hvormed SMN2 kan producere SMN (figur 3A). Det er kompliceret at få medicin ind i rygmarven og hjernen, da blodkar og visse celler beskytter disse vigtige organer mod potentielt skadelige stoffer. Derfor skal nusinersen injiceres direkte i den væske, der omgiver rygmarven og hjernen. Der gives fire doser af medicinen i de første to måneder af behandlingen, og derefter administreres det en gang hver fjerde måned.

Onasemnogene abeparvovec er en genterapi kendt under varemærket Zolgensma. Denne behandling bruger laboratoriemodificerede vira til at bære en kopi af SMN1 ind i cellerne (figur 3B). Disse vira kan komme ind i rygmarven fra blodet, og de er også meget stabile i celler, der ikke deler sig, som motorneuroner. Det betyder, at en enkelt indsprøjtning af Zolgensma i blodet resulterer i, at behandlingen rejser rundt i kroppen og kommer ind i mange slags celler, herunder motorneuroner, og derefter forbliver aktiv i mange år (vi ved endnu ikke præcis hvor længe).

Den senest godkendte SMA-behandling, risdiplam (varemærket Evrysdi), er et lille molekyle, der virker på samme måde som nusinersen – ved at øge SMN-produktionen fra SMN2 (figur 3C). Risdiplam tages dagligt gennem munden i flydende form, og det kan også bevæge sig gennem kroppen ind i mange celletyper, herunder motorneuroner. Denne medicin er praktisk, fordi den kan tages derhjemme uden medicinsk hjælp.

Hos mennesker med SMA resulterer disse tre godkendte behandlinger alle i mere SMN-protein i nervesystemet, bedre muskelfunktion og færre symptomer. Ingen af disse behandlinger kan dog helbrede sygdommen fuldstændigt. Test viser, at den bedste måde at behandle SMA på er at starte behandlingen, allerede inden symptomerne begynder. Det betyder, at babyer skal testes for defekte SMN1-gener ved fødslen – noget, der langsomt bliver indført over hele verden [3]. Disse tre SMA-behandlinger har bragt håb til samfundet for sjældne sygdomme og viser, hvordan forbedret forståelse af en sygdom kan føre til vellykkede behandlinger, der redder liv og reducerer lidelse.

Konklusion: SMA er en sygdom, der kan behandles

En diagnose af SMA har en dyb indvirkning på patienter og deres familier. Heldigvis er der udviklet flere behandlinger, der kan reducere sværhedsgraden af SMA og øge personens chance for et sundere liv. Disse behandlinger har krævet meget tid, energi og penge, så vi bør sætte pris på de mange mennesker, der er involveret, herunder videnskabelige forskere, læger, patientorganisationer, medicinalfirmaer og vigtigst af alt SMA-patienter og deres dedikerede familier. SMA-behandlingernes succes viser tydeligt vigtigheden af at forske i sjældne sygdomme og demonstrerer, hvordan et motiveret, støttende og samarbejdende samfund er afgørende for at udvikle succesfulde lægemidler. Forhåbentlig vil fremtidigt arbejde hjælpe os med at udvikle endnu bedre behandlingsstrategier for SMA og andre sjældne sygdomme [4].

Ordliste

Atrofi: Svind af et væv eller organ på grund af manglende brug. Muskler atrofierer hos personer med SMA.

Motoriske neuroner: Nerveceller, der sender elektriske signaler til musklerne, så de trækker sig sammen.

Cellekrop: Den del af cellen, hvor kernen og det genetiske materiale er placeret, betragtes som cellens kommandocentral.

Axon: En lang, tynd, rørlignende forlængelse af en nervecelle (neuron), som er afgørende for hurtigt at sende elektriske signaler, f.eks. til muskler.

Genetisk tilstand: En sygdom, der nedarves gennem DNA.

Autosomal recessiv: En måde, hvorpå nogle genetiske sygdomme videregives til børn, der kræver, at to defekte genkopier nedarves (en fra hver forælder), for at sygdommen kan opstå.

Bærer: En person, der kan give et defekt sygdomsgen videre til sine børn, men som ikke selv har sygdommen.

Genterapi: En behandling, der sigter mod at ændre en persons gener eller genaktivitet for at behandle en sygdom.

Information om artiklen

Forfatterne vil gerne takke Kathleen Singleton og Helen A. Sleigh for kritisk gennemlæsning af manuskriptet. Dette arbejde blev støttet af en Medical Research Council Career Development Award (MR/S006990/1; JS) og finansiering fra Spinal Muscular Atrophy UK (SMA Research Consortium; RY-M). Alle figurer blev genereret ved hjælp af BioRender-software (https://Biorender.com/).
Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.

[1] Mercuri, E., Sumner, C. J., Muntoni, F., Darras, B. T. og Finkel, R. S. 2022. Spinal muskelatrofi. Nat. Rev. Dis. Primers 8:52. doi: 10.1038/s41572-022-00380-8

[2] Chaytow, H., Faller, K. M. E., Huang, Y. T. og Gillingwater, T. H. 2021. Spinal muskelatrofi: fra godkendte terapier til fremtidige terapeutiske mål for personlig medicin. Cell Rep. Med. 2:100346. doi: 10.1016/j.xcrm.2021.100346

[3] Dangouloff, T., Vrščaj, E., Servais, L., Osredkar, D. og SMA NBS World Study Group. 2021. Screeningsprogrammer for nyfødte med spinal muskelatrofi på verdensplan: hvor vi står, og hvor vi skal hen. Neuromuscul. Disord. 31:574-82. doi: 10.1016/j.nmd.2021.03.007

[4] Wirth, B., Karakaya, M., Kye, M. J. og Mendoza-Ferreira, N. 2020. Femogtyve års forskning i spinal muskelatrofi: fra fænotype til genotype til terapi, og hvad der kommer bagefter. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 21:231-61. doi: 10.1146/annurev-genom-102319-103602

Sleigh JN, Christie-Brown V, Ryburn L og Yáñez-Muñoz RJ (2023) Spinal muskelatrofi: En sjælden, men behandlingsbar sygdom i nervesystemet. Forsiden. Young Minds. 11:1023423. doi: 10.3389/frym.2023.1023423
Caroline Niziolek
Indsendt: 19. august 2022; Accepteret: 13. juli 2023; Offentliggjort online: 1. august 2023.
Copyright © 2023 Sleigh, Christie-Brown, Ryburn og Yáñez-Muñoz

Læs videre

Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.

Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.

Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.

Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.