Angelman-Syndrom: Forschungsarbeit und klinische Studie

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Angelman-Syndrom:
Forschungsarbeit und klinische
Studie
Edwin J Weeber, Ph.D.
Das UBE3A‐Gen
Synaptische Verbindung
Injektion eines Virus mit UBE3A direkt ins Gehirn
Ergebnis:
Gedächtnisprobleme
Lernprobleme
Probleme mit der
synaptischen Kommunikation
Möglichkeiten finden, das Angelman‐Syndrom zu behandeln
1. Kann das väterliche Gen aktiviert werden?
2. Kann man das Fehlen von UBE3A wettmachen?
A-T
C-G
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
A-T
C-G
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
Transcription machinery
Translation machinery
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
AACGUCAAGCUAGCAACGCGC
Mother’s Gene
Transcription machinery
Translation machinery
UBE3A
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
PW
AACGUCAAGCUAGCAACGCGC
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
AAAUUCCGCGUUGCUAGCUUGACGUUAGGCCAAAC
PW
AAAUUCCGCGUUGCUAGCUUGACGUUAGGCCAAAC
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
AAAUUCCGCGUUGCUAGCUUGACGUUAGGCCAAAC
UAGCUUGACGUUAGGCCAAAC
AAAUUCCGCGUUGCUAGCUUGAC
AAAUUCCGCGUUGCUAGCUUGACGUUAGGCCAAAC
UGCAAGUUUGGCCUAACGUCAAGCUAGCAACGCGC
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
UBE3A
Father’s gene
Mothers Gene
UBE3A
PW
deletion
mutation
alteration
Fathers Gene
PW
UBE3A
Paternal
Maternal
Paternal
Maternal
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Mothers Gene
CH3
CH3
CH3
PW
CH3
deletion
mutation
alteration
Fathers Gene
PW
CH3
UBE3A
UBE3A
Topoisomerasehemmer
Ben Philpot, Ph.D.
Topoisomerase wird für die DNA‐
Replikation / Zellteilung benötigt
Arthur L. Beaudet, M.D.
ISIS Pharmacueticals
UBE3A
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
UGCAAGUUUGGCCUAACGUCAAGCUAGCAACGCGC
AACGUCAAGCUAGCAACGCGC
AAAUUCCGCGUUGCUAGCUUGACGUUAGGCCAAAC
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
PW
Die Zinkfinger-Technik
David Segal, Ph.D.
ATT CCG GGT TTC
Zinc Finger technology
David Segal, Ph.D.
Paternal gene
UBE3A
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
PW
Virale Methoden
Edwin Weeber, Ph.D.
Virale Methoden
Edwin Weeber, Ph.D.
Entdeckung neuer Medikamente
Scott Dindot, Ph.D.
Edwin Weeber, Ph.D.
UBE3A
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
PW
Entdeckung neuer Medikamente
Scott Dindot, Ph.D.
Edwin Weeber, Ph.D.
UBE3A
AGGTTCTGAAATTCCGCGTTGCTAGCTTGACGTTAGGCCAAACTTGCACGTTAATTGG
TCCAAGACTTTAAGGCGCAACGATCGAACTGCAATCCGGTTTGAACGTGCAATTAACC
PW
Weitere Methoden, das Angelman‐
Syndrom zu behandeln
Kann man das Fehlen von UBE3A wettmachen?
Eric Klann, Ph.D.
Gary Lynch, Ph.D.
Zafar Nawaz, Ph.D.
Besserung der Symptome
bei der Angelman‐Syndrom‐Maus
•
•
•
•
•
Proteinaustausch. (protein replacement)
CaMKII‐Mutation. (CamKII mutation)
Natrium‐/Kalium‐ATPase. (Na/K ATPase)
Ampakine. Reelin.*
*Unveröffentlicht
Potenzielle von der FDA genehmigte Medikamente als Therapeutika für das Angelman‐Syndrom
Potential FDA Approved Drugs as Therapeutics for Angelman Syndrome
Kriterien
• Von der FDA genehmigt.
• Positive Wirkung bei anderen humanen kognitiven Störungen.
• Wirksam in Bereichen, die bei AS verändert sind.
• FDA Approved.
• Beneficial effects in other human cognitive disorders.
• Work on sites shown to be altered in AS.
Minocyclin
• Anwendung / bzw. klinische Studien zu:
o
o
o
o
o
Schizophrenie
Chronische Polyarthritis
Huntington‐Krankheit
Verletzungen der Wirbelsäule
Fragiles‐X‐Syndrom
Schizophrenia
Rheumatoid Arthritis
Huntington's Disease
Spinal Cord Injury
Fragile X Mental Retardation
Minocyclin
• Tetrazyklin mit breitem Wirkspektrum
• Kann aufgrund seiner Eigenschaften ins Gehirn eindringen
• Wird vor allem zur Behandlung von Akne verwendet
• Kaum Nebenwirkungen
• Seit 1972 in Gebrauch
Broad spectrum tetracycline antibiotic
Properties allow it to penetrate the brain
Primarily used to treat acne
Very few side effects
Used since 1972
Studienbeginn
Woche 1
Studienende
Woche 8
Rückkehr
Woche 16
Kein Medikament
Tägliche Medikamentengabe
April 2012
Start
21. September
Ende – erste 12 Patienten
24 Patienten / jede Woche 2 Patienten
Einarmige Studie:
März 2013
Ende
Bericht
Studienbeginn
Woche 1
Studienende
Woche 8
Rückkehr
Woche 16
Tägliche MedikamentengabeKein Medikament
1.
2.
3.
Schlussfolgerungen
• Wie das Mausmodell zeigt, ist das Angelman‐Syndrom anscheinend ein biochemischer, kein entwicklungsbezogener Defekt. • Die Besserung des kognitiven Defekts bei ausgewachsenen AS‐
Mäusen deutet darauf hin, dass bei Patienten mit der Diagnose AS eine therapeutische Intervention von Nutzen sein kann.
• Therapeutika, die die synaptische Funktion verbessern, können bei der Behandlung von AS von Nutzen sein.
Angelman Syndrome, supported by the mouse model, appears to be a biochemical, not a developmental, defect. Recovery of the cognitive defect in adult AS mice suggest that therapeutic intervention may be beneficial for diagnosed AS patients.
Therapeutics that enhance synaptic function may be useful in the treatment of AS.
Stiftung für Therapeutika für das Angelman-Syndrom
NINDS
Jerome-Lejeune-Stiftung
Danksagung
Erasmus-Universität
• Ype Elgersma
UCLA
• Alcino Silva
Baylor College of Medicine
• Art Beaudet
Duke University
• Yong-Hui Jiang
Texas A&M
• Scott Dindot
UTSW in Dallas
• Joachim Herz, Ph.D.
• Uwe Beffert, Ph.D.
University of Alabama
• J. David Sweatt, Ph.D.
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