Deficient skin proteins rescue of expression in patients with epidermolysis bullosa: efficacy of gentamicin

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Epidermolysis bullosa is a group of rare hereditary skin diseases based on mutations in the genes of structural proteins of the epidermis and the dermal-epidermal junction. Clinically, epidermolysis bullosa is characterized by the appearance of erosions and blisters on the skin and mucous membranes in response to any minor impact. Currently, the treatment of epidermolysis bullosa is only symptomatic. Pathogenetic methods of the epidermolysis bullosa therapy are under development. One of the new possible pathogenetic directions in the treatment of epidermolysis bullosa is aminoglycoside antibiotics (gentamicin, geneticin, paromomycin). A number of studies have shown the ability of gentamicin to promote readthrough terminating codon and resume the synthesis of type VII collagen in keratinocytes and fibroblasts in patients with epidermolysis bullosa with nonsense mutations in the COL7A1. The review presented the possibilities of gentamicin therapy for patients with epidermolysis bullosa, describes the mechanism of its action, summarizes data from clinical trials.

About the authors

Olga G. Artamonova

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology

Author for correspondence.
Email: artamonova_olga@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-3778-4745

 MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Arfenya E. Karamova

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology

Email: karamova@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0003-3805-8489

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Alexey A. Kubanov

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology

Email: alex@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0002-7625-0503

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Moscow

Vadim V. Chikin

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology

Email: chikin@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0002-9688-2727

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Ekaterina S. Monchakovskaya

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology

Email: monchakovskaya@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0002-6402-0962
Russian Federation, Moscow

References

  1. Fine JD, Bruckner-Tuderman L, Eady RA, Bauer EA, Bauer JW, Has C, et al. Inherited epidermolysis bullosa: updated recommendations on diagnosis and classification. J Am Acad Dermatol. 2014;70(6):1103–1126. doi: 10.1016/j.jaad.2014.01.903
  2. Dang N, Murrell DF. Mutation analysis and characterization of COL7A1 mutations in dystrophic epidermolysis bullosa. Exp Dermatol. 2008;17(7):553–568. doi: 10.1111/j.1600-0625.2008.00723.x
  3. Fine J. D. Inherited epidermolysis bullosa. Orphanet J Rare Dis. 2010;5:12. doi: 10.1186/1750-1172-5-12
  4. Fine JD, Johnson LB, Weiner M, Suchindran C. Cause-specific risks of childhood death in inherited epidermolysis bullosa. J Pediatr. 2008;152(2):276–280. doi: 10.1016/j.jpeds.2007.06.039
  5. Zingman LV, Park S, Olson TM, Alekseev AE, Terzic A. Aminoglycoside-induced translational read-through in disease: overcoming nonsense mutations by pharmacogenetic therapy. Clin Pharmacol Ther. 2007;81(1):99–103. doi: 10.1038/sj.clpt.6100012
  6. Uitto J, Christiano AM. Molecular basis for the dystrophic forms of epidermolysis bullosa: mutations in the type VII collagen gene. Arch Dermatol Res. 1994;287(1);16–22. doi: 10.1007/BF00370713
  7. Denyer J, Pillay E, Clapham J. Best practice guidelines for skin and wound care in epidermolysis bullosa. International Consensus. Wounds International. URL: www.woundsinternational.com
  8. Rashidghamat E, McGrath JA. Novel and emerging therapies in the treatment of recessive dystrophic epidermolysis bullosa. Intractable Rare Dis Res. 2017;6(1):6–20. doi: 10.5582/irdr.2017.01005
  9. Кубанов А.А., Карамова А.Э., Мончаковская Е.С. Врожденный буллезный эпидермолиз: современные методы диагностики и терапии. Перспективы регенеративной медицины. Вестник дерматологии и венерологии. 2020;96(1):10–17. [Kubanov AA, Karamova AE, Monchakovskaya ES. Congenital epidermolysis bullosa: modern methods of diagnosis and therapy. Prospects for regenerative medicine. Vestnik dermatologii i venerologii. 2020;96(1):10–17. (In Russ.)] doi: 10.25208/vdv551-2020-96-1-10-17
  10. Has C, Nyström A, Saeidian AH, Bruckner-Tuderman L, Uitto J. Epidermolysis bullosa: Molecular pathology of connective tissue components in the cutaneous basement membrane zone. Matrix Biol. 2018;71–72:313–329. doi: 10.1016/j.matbio.2018.04.001
  11. Woodley DT, Cogan J, Hou Y, Lyu C, Marinkovich MP, Keene D, et al. Gentamicin induces functional type VII collagen in recessive dystrophic epidermolysis bullosa patients. The J Clin Invest. 2017;127(8):3028–3038. doi: 10.1172/JCI92707
  12. Lincoln V, Cogan J, Hou Y, Hirsch M, Hao M, Alexeev V, et al. Gentamicin induces LAMB3 nonsense mutation readthrough and restores functional laminin 332 in junctional epidermolysis bullosa. Proc Nat Acad Sci U S A. 2018;115(28):E6536–E6545. doi: 10.1073/pnas.1803154115
  13. Выдрин А.В, Шихалеев И.В., Махортов В.Л., Щеренко Н.Н., Колчанова Н.В. Изучение компонентного состава препаратов гентамицина сульфата. Химико-фармацевтический журнал. 2003;37(8):52–54. [Vydrin AF, Shikhaleev IV, Makhortov VL, Shcherenko NN, Kolchanova NV. Component composition of gentimacin sulfate preparations. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2003;37(8):52–54. (In Russ.)] doi: 10.30906/0023-1134-2003-37-8-52-54
  14. Sermet-Gaudelus I, Renouil M, Fajac A, Bidou L, Parbaille B, Pierrot S, et al. In vitroprediction of stop-codon suppression by intravenous gentamicin in patients with cystic fibrosis: A pilot study. BMC Med. 2007;5:5. doi: 10.1186/1741-7015-5-5
  15. Malik V, Rodino-Klapac LR, Viollet L, Wall C, King W, Al-Dahhak R, et al. Gentamicin-induced readthrough of stop codons in Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol. 2010;67(6):771–780. doi: 10.1002/ana.22024
  16. Wagner KR, Hamed S, Hadley DW, Gropman AL, Burstein AH, Escolar DM, et al. Gentamicin treatment of Duchenne and Becker muscular dystrophy due to nonsense mutations. Ann Neurol. 2001;49(6):706–711
  17. Linde L, Kerem B. Introducing sense into nonsense in treatments of human genetic diseases. Trends Genet. 2008;24(11):552–563. doi: 10.1016/j.tig.2008.08.010
  18. Cogan J, Weinstein J, Wang X, Hou Y, Martin S, South AP, et al. Aminoglycosides restore full-length type VII collagen by overcoming premature termination codons: therapeutic implications for dystrophic epidermolysis bullosa. Mol Ther. 2014;22(10):1741–1752. doi: 10.1038/mt.2014.140
  19. Li Y, Shen J, Liang J, Zheng L, Chen F, Yao Z, et al. Gentamicin induces COL17A1 nonsense mutation readthrough in junctional epidermolysis bullosa. J Dermatol. 2020;47(3):e82–e83. doi: 10.1111/1346-8138.15230
  20. Hammersen J, Neuner A, Wild F, Schneider H. Attenuation of severe generalized junctional epidermolysis bullosa by systemic treatment with gentamicin. Dermatology. 2019;235(4):315–322. doi: 10.1159/000499906
  21. Hung JH, Hou PC, Huang FC, Hsu CK. Topical gentamicin ointment induces LAMB3 nonsense mutation readthrough and improves corneal erosions in a patient with junctional epidermolysis bullosa. Clin Exp Ophthalmol. 2021;49(3):309–312. doi: 10.1111/ceo.13912
  22. Osipowicz K, Wychowanski P, Nieckula P, Shamsa S, Wertheim-Tysarowska K, Wozniak K, et al. Efficacy of gentamicin 0.3% solution of oral erosions healing in patients with severe generalized recessive dystrophic epidermolysis bullosa and its impact on the expression of type VII collagen. Postępy Dermatol Alergol. 2021;38(6):979–984. doi: 10.5114/ada.2020.97072
  23. Martínez-Santamaría L, Maseda R, de Arriba MDC, Membrilla JA, Sigüenza AI, Mascías J, et al. Evaluation of systemic gentamicin as translational readthrough therapy for a patient with epidermolysis bullosa simplex with muscular dystrophy owing to PLEC1 pathogenic nonsense variants. JAMA Dermatol. 2022;158(4):439–443. doi: 10.1001/jamadermatol.2022.0112
  24. Mosallaei D, Hao M, Antaya RJ, Levian B, Kwong A, Cogan J, et al. Molecular and clinical outcomes after intravenous gentamicin treatment for patients with junctional epidermolysis bullosa caused by nonsense variants. JAMA Dermatol. 2022;158(4):366–374. doi: 10.1001/jamadermatol.2021.5992
  25. База данных международных клинических исследований. «Терапия гентамицином пациентов с РДБЭ с нонсенс-мутациями». [Gentamicin Therapy for Recessive Dystrophic Epidermolysis Bullosa Patients with Nonsense Mutations]. URL: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/results/NCT03012191 (accessed: 31.10.2023).
  26. База данных международных клинических исследований. «Внутривенная терапия гентамицином при РДБЭ». [Intravenous Gentamicin Therapy for Recessive Dystrophic Epidermolysis Bullosa]. URL: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/results/NCT03392909 (accessed: 31.10.2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Artamonova O.G., Karamova A.E., Kubanov A.A., Chikin V.V., Monchakovskaya E.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».