Down-Syndrom: Was ist der aktuelle Forschungsschwerpunkt?

Gestern, im Rahmen des Down Syndrome Awareness Month, haben wir uns einige der kontroversen Themen und populären Wahrnehmungen rund um Schwangerschaft und Down-Syndrom angeschaut. In einem Follow-up-Feature sprechen wir nun mit Wissenschaftlern und Organisationen, die an bahnbrechender Forschung arbeiten, um die Ergebnisse für Menschen mit Down-Syndrom zu verbessern.

Geiger mit Down-Syndrom

Menschen mit Down-Syndrom werden mit drei statt mit zwei Kopien von Chromosom 21 geboren. Dieses zusätzliche Chromosom verursacht kognitive Behinderungen, früh einsetzende Alzheimer-Krankheit, erhöhtes Risiko für Leukämie, Herzfehler und abnormale Funktion im Immun- und endokrinen System.

Während sich die meisten Forschungen zum Down-Syndrom darauf konzentrierten, die Mechanismen hinter seinen Symptomen zu verstehen, haben sich Jeanne Lawrence von der University of Massachusetts Medical School (UMMS) und ihr Team direkt mit dem Thema des dritten Chromosoms, der Trisomie 21, befasst.

"Ich habe nie jemanden gehört, der darüber spekulierte", sagte Dr. Lawrence, "aber es war für mich natürlich, weil ich Interessen / Hintergrund in der klinischen Humangenetik und -beratung sowie der grundlegenden Epigenetik habe."

XIST-Chromosomentherapie

Das UMMS-Team berichtete von ersten Erfolgen bei der Stummschaltung des zusätzlichen Chromosoms in pluripotenten Stammzellen, die von einem Patienten mit Down-Syndrom gespendet wurden. Sie haben dies erreicht, indem sie ein RNA-Gen in die zusätzliche Kopie von Chromosom 21 eingefügt haben.

Dieses Gen, XIST genannt, spielt eine Rolle bei der Abschaltung eines der beiden X-Chromosomen bei weiblichen Säugetieren, und die UMMS-Forscher fanden heraus, dass es die Gene über das zusätzliche Chromosom in ihren Laborstammzellen wirksam unterdrückt.

Schnelle Fakten über Down-Syndrom

  • Etwa die Hälfte der Kinder mit Down-Syndrom leiden an Herzproblemen
  • Das Risiko einer Frau, ein Kind mit Down-Syndrom zu bekommen, ist im Alter von 35 Jahren und älter signifikant höher
  • Die meisten Kinder mit Down-Syndrom erreichen ihre durchschnittliche Erwachsenengröße nie, da die körperliche Entwicklung langsamer ist.

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Nun, so Dr. Lawrence, "arbeitet das Team daran, XIST in ein trisomisches Chromosom von zwei verschiedenen Mausmodellen in embryonale Stammzellen einzufügen".

"Das sind technisch anspruchsvolle Experimente", gab sie zu, "und wir haben einige Probleme mit den verfügbaren embryonalen Stammzellen festgestellt." Nichtsdestotrotz bleibt das Team hoffnungsvoll, dass ihre XIST-Therapie Down-Syndrom-assoziierte Pathologien in einem Mausmodell korrigieren kann, "aber es wird einige Zeit dauern, bis wir den vollen Test davon in der Hand haben."

"Als wir zum ersten Mal versuchten, die Machbarkeit dieser Methode in Patientenzellen aus dem menschlichen Down-Syndrom zu testen, bestand ein großes Risiko, dass der Aufwand lange dauern würde und nicht erfolgreich sein würde", fügte sie hinzu. "Also müsste man ziemlich motiviert sein, das zu versuchen."

Wenn Dr. Lawrences XIST-Therapie sich als wirksam erweist, sagt sie, dass die Behandlung zwar "wahrscheinlich keine vollständige Heilung" liefern würde, aber die Behandlung bestimmte Aspekte der Erkrankung bei Down-Syndrom-Patienten verbessern könnte, "aber alle müssen weiter entwickelt und weiterentwickelt werden geprüft."

Dr. Lawrence interessiert sich besonders für die Zusammenhänge zwischen Down-Syndrom und Alzheimer und Leukämie. "Das Down-Syndrom ist an sich wichtig", sagte sie, "aber es wird als eine Form der früh beginnenden Alzheimer-Krankheit immer wichtiger werden, und eine Studie über das Down-Syndrom wird der breiten Bevölkerung helfen, die eine erhebliche Chance hat, Alzheimer zu entwickeln Krankheit mit dem Alter. "

"Aus meiner Sicht ist die Forschung von Dr. Lawrence und Kollegen eine sehr elegante Studie und eine spektakuläre Leistung", sagte Dr. Michael M. Harpold, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter der LuMind-Stiftung, und fügte hinzu:

"Diese Forschung wird eine Reihe wichtiger potenzieller Forschungsanwendungen haben, um Aspekte des Down – Syndroms besser zu verstehen und wird sehr nützliche neue Laborforschungsinstrumente und – zellen für die molekulare und zelluläre Forschung, einschließlich Laborforschung, die für Kognition und andere Bereiche des Down – Syndroms relevant ist, zur Verfügung stellen stellt den primären Forschungsnutzen dieser Forschung dar. Alle möglichen menschlichen therapeutischen Ansätze und Anwendungen, die auf dieser Forschung basieren, werden, wenn überhaupt, viele Jahre entfernt sein, und es bleiben viele bedeutende technische Hürden bestehen. "

Die LuMind Foundation, die nicht an der UMMS-Studie beteiligt ist, fördert die Erforschung eines breiten Spektrums von Down-Syndrom-Forschung – von Schlaf und Kognition bis zur Wiederherstellung neuronaler Signalwege.

Neue Arzneimittelziele zur Verbesserung der kognitiven Funktionen bei Menschen mit Down-Syndrom

Dr. Harpold identifiziert einen Forschungsbereich, der derzeit besonders spannende Ergebnisse liefert.

junger Mann mit Down-Syndrom

Durch die Identifizierung von Mechanismen, die an der geistigen Entwicklungsschwäche des Down-Syndroms beteiligt sind – sowie der früh einsetzenden Alzheimer-Komponente der Erkrankung – hat die LuMind-assoziierte Forschung spezifische Arzneimittelziele gefunden, von denen Dr. Harpold sagt, dass sie im Labor gezeigt wurden, um Verbesserungen zu vermitteln in der kognitiven Funktion und / oder verbessern die mit Alzheimer-Krankheit verbundene Neurodegeneration beim Down-Syndrom. "

Diese Forschung umfasst die Entwicklung eines neuartigen Anti-Amyloid-Impfstoffs zur Vorbeugung der Alzheimer-Krankheit bei Menschen mit Down-Syndrom, die bald mit einer klinischen Studie beginnen sollen.

Im Jahr 2011 hat LuMind zudem mit dem Pharmaunternehmen Roche zusammengearbeitet, um ein neues Medikament zur Behandlung der kognitiven und verhaltensbedingten Defizite des Down-Syndroms in die klinische Studie zu bringen. Ein großer, multinationaler Phase-2-Prozess wurde Anfang des Jahres eingeleitet, und Dr. Harpold beschreibt die Stiftung als "äußerst erfreut" über den Fortschritt der "bahnbrechenden" Studien.

IQ, Schlafapnoe und adaptives Verhalten

"Es gibt signifikante neue Studien von Dr. Jamie Edgin und Kollegen," Dr.Harpold sagt, "die ein wichtiges tieferes Verständnis der Korrelation zwischen Ebenen der kognitiven Funktion und Schlafstörungen, einschließlich Schlafapnoe, bei Menschen mit Down-Syndrom darstellen."

In ihrer 2014 veröffentlichten Studie präsentierten Dr. Edgin und Kollegen Ergebnisse, die zeigen, dass Kinder mit Down-Syndrom, die auch Schlafapnoe haben, durchschnittlich einen verbalen IQ-Score neun Punkte niedriger als diejenigen ohne Schlafapnoe.

Ihre vorherige Arbeit, von der wir einige im gestrigen Spotlight-Feature angesprochen haben, hat die Rolle des "adaptiven Verhaltens" im "Down-Syndrom-Vorteil" untersucht, wo Menschen mit Down-Syndrom niedrigere IQ-Werte haben als die Allgemeinbevölkerung beeinträchtigt nicht notwendigerweise ihr gesamtes Wohlbefinden.

"IQ und adaptives Verhalten sind zwei Möglichkeiten, die funktionale Ebene einer Person zu messen, wobei der IQ schwerpunktmäßig auf verbales Lernen ausgerichtet ist", erklärte Dr. Edgin. "Adaptives Verhalten ist eine breite funktionale Maßnahme, die ein breiteres Spektrum an Fähigkeiten des täglichen Lebens beinhaltet, einschließlich sozialer Fähigkeiten, persönlicher Lebensfähigkeiten und Kommunikation."

"Menschen mit Down-Syndrom haben oft Schwierigkeiten in der Ausdruckssprache und im verbalen Arbeitsgedächtnis, zwei kognitive Probleme, die ihre IQ-Werte senken. Da sie jedoch oft im täglichen Leben übertreffen können, können die adaptiven Verhaltens-Scores (im Durchschnitt) höher sein IQ-Scores: Dieser Unterschied im "adaptiven" Verhalten kann darauf zurückzuführen sein, worauf Menschen Bezug nehmen, wenn sie die "leichte" oder "hilfreiche" Natur ihres Kindes beschreiben. Es sollte angemerkt werden, dass die Dissoziation zwischen IQ und adaptivem Verhalten ein Unterschied ist tritt im Durchschnitt auf, wenn wir Gruppen von Menschen mit Down-Syndrom untersuchen, aber zwischen Individuen gibt es eine große Variabilität. "

Dr. Edgin ist ein Forscher, der davon überzeugt ist, dass, ebenso wichtig wie wissenschaftliche Durchbrüche, das Verständnis von Menschen mit Down-Syndrom in der Allgemeinbevölkerung gleichermaßen wichtig ist.

"Durch Aufklärung und verstärkte Lobbyarbeit können wir der gesamten Gemeinschaft helfen, Menschen mit Down-Syndrom und ihren Stärken und Schwächen zu verstehen", sagte sie.

"Sie sind die Menschen zuerst", betonte sie, "und wie bei allen Menschen gibt es Bereiche, in denen sie sich auszeichnen, glücklich und erfolgreich sind und in denen sie mehr Unterstützung brauchen." Wer mit Menschen mit Down-Syndrom arbeitet oder sie liebt, muss helfen erziehen Sie andere, um einige verbreitete Fehleinschätzungen über das Down-Syndrom zu überwinden. "

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