Für Entwicklerinnen und Entwickler von multifluidischen Systemen und z.B. Organ-on-a-Chip-Modellen eröffnen sich Chancen durch die Arbeit mit Patientenzellen. Diese Technologien haben das Potenzial, individuelle Behandlungsmöglichkeiten für seltene Erkrankungen zu identifizieren, für die es derzeit keine Behandlung gibt. Eine seltene Erkrankung ist die Duchenne-Muskeldystrophie- eine vererbte Krankheit, die durch eine fortschreitende Muskelschwäche durch Muskelfaserdegeneration gekennzeichnet ist. Die Behandlung konzentriert sich darauf, die Körperfunktionen durch Krankengymnastik und die Verwendung von Korsetts oder anderen orthopädischen Hilfsmitteln zu erhalten.⁽¹⁾

Antisense-Oligonukleotide (ASOs) sind Nukleinsäuren zur gezielten Synthese-Hemmung krankheitsfördernder Proteine. Ein Antisense-Oligonukleotid bindet über komplementäre Basenpaarung an eine Nukleinsäure, deren Basenabfolge dazu exakt passt (Sense-Nukleinsäure).⁽²⁾ Diese wird dadurch im Rahmen der Proteinbiosynthese nicht abgelesen und infolgedessen z.B. das unerwünschte Protein nicht produziert. Mit ASOs kann neben der gezielten Proteinabschaltung auch eine -wiederherstellung induziert werden. ASOs werden synthetisch hergestellt und so modifiziert, dass eine ausreichende Stabilität gegenüber abbauenden Enzymen gewährleistet werden kann.

Auf die/den Patientin zugeschnittene, also personalisierte Antisense-Oligonukleotide haben bereits positive Ergebnisse bei der Behandlung seltener genetischer Krankheiten erzielt. Es sind bereits zahlreiche ASO-Therapien sowohl in den Vereinigten Staaten als auch Europa zugelassen, ASOs gibt es z. B. zur Behandlung der Spinale Muskelatrophie Typ 1 oder der Duchenne Muskeldystrophie (DMD).⁽³⁾

in einer neuen Untersuchung nutzte ein Forschungsteam nun Organoide, um die Wirksamkeit dieser Therapieform bei einer seltenen Erkrankung zu belegen. Hierfür wurden Antisense-Oligonukleotide an von PatientInnen stammenden Herzorganoidmodellen getestet,die eine spezielle strukturelle Deletion im Deletion im Gen für Dystrophin trugen.

Das Forscherteam konnte durch Behandlung der Zellen die Umkehrung des mit der Krankheit verbundenen Phänotyps beobachten und die Funktionsfähigkeit der Herzzellen wieder herstellen.
 
Originalpublikation:
Means JC, Martinez-Bengochea AL, Louiselle DA, Nemechek JM, Perry JM, Farrow EG, Pastinen T, Younger ST. (2025). Rapid and scalable personalized ASO screening in patient-derived organoids. Nature. 2025 Feb;638(8049):237-243. doi: 10.1038/s41586-024-08462-1. Epub 2025 Jan 22. PMID: 39843740; PMCID: PMC11798851.

Ergänzende Informationen:
⁽¹⁾ MSD Manual (2024). Duchenne-Muskeldystrophie und Becker-Muskeldystrophie. Online: https://www.msdmanuals.com/
⁽²⁾ Hartmann, G. Bidlingmaier, M. Tschöp, K. et al. (1998). Antisense-Oligonukleotide: Nukleinsäuren zur gezielten Synthesehemmung krankheitsfördernder Proteine. Deutsches Ärzteblatt 24/1998. Online: https://www.aerzteblatt.de/
⁽³⁾ Kuijper EC, Bergsma AJ, Pijnappel WWMP, Aartsma-Rus A. Opportunities and challenges for antisense oligonucleotide therapies. J Inherit Metab Dis. 2021 Jan;44(1):72-87. doi: 10.1002/jimd.12251. Epub 2020 Jun 3. PMID: 32391605; PMCID: PMC7891411.