Hoffnung für Patienten mit der tödlichen Duchenne-Muskeldystrophie

Die Progression der Duchenne-Muskeldystrophie (DMD) kann bei Mäusen verzögert werden, wenn die Nahrung der Tiere mit Urolithin A ergänzt wird. Die in der Fachzeitschrift «Science Translational Medicine» veröffentlichten neuen Ergebnisse machen Hoffnung auf eine erfolgreiche Behandlung des tödlichen Gendefekts.

Bei DMD handelt es sich um eine unheilbare genetische Störung, die durch einen progredienten Muskelverfall gekennzeichnet ist. Von der Krankheit ist etwa einer von 3500 Knaben betroffen. DMD zeigt sich gewöhnlich in der Kindheit und ist mit einer signifikant niedrigeren Lebenserwartung verbunden.

Die neuen Forschungsarbeiten wurden im Labor von Professor Dr. Johan Auwerx an der EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) und der Universität Lausanne in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Schweizer Biowissenschaftsunternehmen Amazentis durchgeführt. Sie unterstreichen die bedeutende Rolle, die defekte Mitochondrien bei DMD spielen können. Mitochondrien sind das Kraftwerk der Zelle und produzieren die notwendige Energie für die normale Muskelfunktion.

Gemäss der Studie weisen Muskelzellen von DMD-Patienten und von Mäusen, die eigens für die Nachahmung der Störung gezüchtet wurden, jedoch signifikante Defekte in der mitochondrialen Aktivität auf. Insbesondere zeigen die Genexpressionsmuster, dass die Entwicklung von DMD mit einer deutlichen Verringerung der Mitophagie verbunden ist. Dabei handelt es sich um den Prozess, mit dem Zellen defekte Mitochondrien entfernen und wiederverwerten, um die Energieproduktion auf hohem Niveau zu halten.

«Duchenne-Muskeldystrophie ist die häufigste, tödlich verlaufende genetische Störung, die in der Kindheit auftritt und weiterhin unheilbar ist», erklärte Prof. Dr. Johan Auwerx, PhD, Studienleiter und Professor an der EPFL. «Unsere Arbeit ist ein bedeutender Durchbruch in der Erforschung neuer Therapieansätze für Muskeldystrophien.»

Natürliches Urolithin A aktiviert bekanntermassen die Mitophagie und verbessert die mitochondriale Gesundheit bei Mäusen und Menschen. Als die Studienwissenschaftler und Studienleiter Peiling Luan und Davide D'Amico den von DMD betroffenen Mäusen nur zehn Wochen lang Urolithin A mit dem Futter zugeführt hatten, war eine wirksame Steigerung der Mitophagie auf das normale Niveau zu beobachten. Dies führte zu einer signifikanten Verringerung der Muskelschäden und zu einer Verbesserung der Muskelgesundheit und -leistung.

Bei den DMD-Mäusen, die Urolithin A erhielten, zeigte sich eine Steigerung der Greifkraft um 31 Prozent und eine Steigerung der Laufleistung um 45 Prozent im Vergleich zu unbehandelten Kontrollmäusen. Ausserdem verlängerte sich ihre Überlebenszeit um 40 Prozent.

Ein Ergebnis, das für die Erkrankung von Menschen von besonderer Bedeutung ist: Urolithin A reduzierte die schädigende Fibrose in den Muskeln im Herzen und Zwerchfell der DMD-Mäuse um 36 Prozent bis 39 Prozent. Ähnliche Schäden, die bei DMD-Patienten auftreten, führen im typischen Fall zu tödlich verlaufendem Herz- oder Atemversagen.

Urolithin A war ausserdem in der Lage, die Regeneration von Muskelstammzellen bei Mäusen zu verbessern. Diese ist insbesondere für die Erkrankung beim Menschen relevant, da der Beginn von DMD mit einer Erschöpfung funktionsfähiger Stammzellen verbunden ist.

Dr. Davide D'Amico, PhD, Projektleiter bei Amazentis und erstgenannter Verfasser der Abhandlung, sagte dazu: «Vor dieser Studie ging man davon aus, dass der dramatische Verfall der Muskelfunktion bei DMD-Patienten mit einer Dysfunktion der Mitochondrien verbunden war. Hier haben wir nun entdeckt, dass eine defekte Mitophagie, d. h. die Entfernung und Wiederverwertung funktionsgestörter Mitochondrien, eine wichtige Rolle beim Fortschreiten von DMD spielt.»