Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP) är en sällsynt sjukdom som kännetecknas av omfattande bentillväxt utanför det normala skelettet som föregriper kroppens normala reaktioner på även mindre skador

Det resulterar i vad som vissa kallar ett "andra skelett", som låser ledrörelser och kan göra det svårt att andas.

Ny forskning på möss av ett team vid Perelman School of Medicine vid University of Pennsylvania visar dock att bildning av extraskelettben kanske inte är den enda orsaken till sjukdomen.

Försämrad och ineffektiv muskelvävnadsregenerering verkar öppna dörren för oönskat ben att bildas i områden där nya muskler bör uppstå efter skador.

Denna upptäckt öppnar för möjligheten att bedriva nya terapier för FOP och publicerades idag i NPJ Regenerative Medicine

"Medan vi har gjort stora framsteg mot bättre förståelse av denna sjukdom, visar detta arbete hur grundläggande biologi kan ge stora insikter i lämpliga regenerativa medicinterapier", säger studiens huvudförfattare, Foteini Mourkiot, PhD, biträdande professor i ortopedisk kirurgi och cell och Developmental Biology, samt meddirektör för Penn Institute for Regenerative Medicine, Musculoskeletal Program.

"Från labbet kan vi nu visa att det finns potential för en helt ny värld av terapier för patienter med detta förödande tillstånd."

För ungefär 15 år sedan upptäckte forskare vid Penn – inklusive denna studies medförfattare, Eileen Shore, PhD, professor i ortopedisk kirurgi och genetik och meddirektör för Center for Research in FOP and Related Disorders – att en mutation i ACVR1-genen var ansvarig för FOP.

I den studien fann teamet att mutationen förändrade celler i muskler och bindväv, vilket missriktade celler i vävnaden att bete sig som benceller, vilket resulterade i nytt och onödigt extraskelettben i kroppen.

"Men medan undersökningar av hur FOP-mutationen förändrar regleringen av cellödebeslut har genomförts i stor utsträckning de senaste åren, har lite uppmärksamhet ägnats åt effekterna av den genetiska mutationen på muskler och dess inverkan på cellerna som reparerar muskelskador, " sa Shore.

"Vi var övertygade om att forskning inom detta område kunde ge ledtrådar inte bara för att förhindra extra benbildning utan också för att förbättra muskelfunktion och regenerering, vilket ger ny klarhet till FOP som helhet."

Forskarna studerade muskler från möss med samma mutation i ACVR1-genen som personer med FOP har

De fokuserade på två specifika typer av muskelvävnadsstamceller: fibroadipogenetiska progenitorer (FAP) och muskelstamceller (MuSC).

Vanligtvis kräver reparation av muskelskada en noggrann balansering av dessa två celltyper.

Skadad vävnad svarar med en expansion av FAP-celler, som är tilldelade att rekrytera muskelstamceller som kommer att regenerera den skadade muskelvävnaden.

Efter ungefär tre dagar dör FAPs, deras jobb är klart.

Samtidigt övergår MuSCs mot ett mer moget, differentierat tillstånd, kallat muskelfiber, som är avgörande för organiserad rörelse av våra muskler.

Hos mössen med ACVR1-mutationen som Mourkioti, Shore och deras medförfattare studerade, hade apoptos – den process genom vilken FAP-celler dör som en del av korrekt muskelregenerering – saktat ner avsevärt, vilket ledde till en hög förekomst av FAPs över deras vanliga livslängd.

Detta förändrade deras balans med MuSCs.

Den skadade vävnaden visade också en minskad kapacitet för muskelstamcellsmognad och som ett resultat var muskelfibrerna betydligt mindre hos möss som bar ACVR1-mutationen jämfört med muskelfibrer hos möss utan mutationen.

"Den långvariga uthålligheten av sjuka FAPs i den regenererande muskeln bidrar till den förändrade muskelmiljön i FOP, vilket minskar muskelregenerering och gör att de överflödiga FAPs kan bidra till bildningen av extraskelettben," sa Mourkioti.

"Detta ger ett helt nytt perspektiv på hur överskott av extraskelettben bildas - och hur det kan förebyggas."

De nuvarande målen för behandling av FOP fokuserar på att bromsa bentillväxt utanför skelettet

Denna forskning kan ge en avgörande ny riktning.

"Vi föreslår att terapeutiska ingrepp bör överväga att främja den regenererande potentialen hos muskler tillsammans med minskningen av ektopisk benbildning," skrev Shore och Mourkioti.

"Genom att ta itu med både stamcellspopulationer och deras roller i ursprunget till FOP, finns det möjlighet till kraftigt förbättrade terapier."

Den här studien stöddes av National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (R01-AR041916-15S1, F31-AR069982), National Institutes of Health (R01-AR071399, NIH P30-AR069619) och International Fibrodysiva Association. (IFOPA).

Andra författare i studien inkluderar Alexandra Stanley, Elisia Tichy, Jacob Kocan och Douglas Roberts.

Läs också:

Emergency Live Ännu mer...Live: Ladda ner den nya gratisappen för din tidning för IOS och Android

Restless Legs Syndrome: Vad det är och hur man behandlar det

Sällsynta sjukdomar: Bardet Biedls syndrom

Sällsynta sjukdomar: positiva resultat av en fas 3-studie för behandling av idiopatisk hypersomni

Källa:

Pennmedicin