Acidemia Fondation Grant propioniques recherche – Richard

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Eva Richard, PhD, Universidad Autonoma de Madrid, Espagne

“Cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites comme un nouveau modèle pour le développement de la thérapie dans Acidémie propionique »

La compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires qui se produisent dans les maladies génétiques est essentielle pour l'étude de nouvelles stratégies de prévention et de traitement. Dans ce contexte, Les cellules souches pluripotentes induites (IPSC) offrir des opportunités sans précédent pour la modélisation des maladies humaines. L'un des pouvoirs fondamentaux de la technologie iPSC réside dans la compétence de ces cellules à être dirigé pour devenir tout type de cellule dans le corps, permettant ainsi aux chercheurs d'examiner les mécanismes de la maladie et d'identifier et de tester de nouveaux traitements dans des types cellulaires pertinents.

L'objectif principal de ce projet est axé sur la génération de cardiomyocytes iPSC dérivés humains (hiPSC-CMs) de acidémie propionique (Pennsylvanie) les patients comme un nouveau modèle cellulaire humain pour la disease.In PA, symptômes cardiaques, à savoir un dysfonctionnement cardiaque et troubles du rythme, ont été reconnus comme des complications progressives d'apparition tardive entraînant l'une des principales causes de la mortalité due aux maladies. En utilisant hiPSC-nous étudierons CMs processus cellulaires, tels que la fonction mitochondriale et le stress oxydatif qui ont été reconnus comme principaux contributeurs pour physiopathologie PA. en outre, Notre objectif est de démêler nouvelles voies modifiées en utilisant des techniques à haut débit tels que la RNA-seq et l'analyse des miARN. Nous allons également examiner les effets bénéfiques potentiels d'un antioxydant et un activateur de la biogenèse mitochondriale dans PA cardiomyocytes. Les résultats qui découlent de ce projet seront pertinents pour la maladie offrant un aperçu des processus biologiques concernés, et fournissant ainsi des outils et des modèles pour l'identification de nouveaux traitements adjuvants pour PA.

Mise à jour avril 2020 – Eva Richard PhD

Grâce à l'acidémie propionique (Pennsylvanie) fondation, nous avons développé un nouveau modèle cellulaire d'AP basé sur des cellules souches pluripotentes induites (IPSC) dans le but de définir de nouveaux pathomécanismes de l'AP qui pourraient être des cibles thérapeutiques potentielles. Traditionnellement, physiopathologie de la maladie a été étudiée dans des lignées cellulaires immortalisées ou humaines et dans les modèles animaux. Unfortunately, les cellules immortalisées ne répondent souvent pas car les cellules primaires et les modèles animaux ne récapitulent pas exactement les symptômes cliniques des patients. So far, fibroblastes patients dérivés ont été principalement utilisés comme modèles cellulaires en PA en raison de leur disponibilité et robustesse, mais ils ont des limites importantes. La possibilité de reprogrammer les cellules somatiques de iPSCs a révolutionné la façon de modéliser la maladie humaine. Pour étudier les maladies rares,
modèles de cellules souches porteuses de mutations spécifiques au patient sont devenus très importants que tous les types de cellules peuvent être différenciées des CSPi.

Nous avons généré et caractérisé deux lignées iPSC à partir de fibroblastes dérivés de patients présentant des défauts dans les gènes PCCA et PCCB; et un contrôle isogénique dans lequel la mutation du patient PCCB a été génétiquement corrigée à l'aide de la technologie CRISPR / Cas9. Ces lignées iPSC ont été différenciées avec succès en cardiomyocytes,
et leur présence a été facilement établie par l'observation visuelle des régions se contractant spontanément et par l'expression de plusieurs marqueurs cardiaques. Les cardiomyocytes dérivés du PCCA iPSC ont présenté une consommation d'oxygène réduite, une accumulation de corps résiduels et de gouttelettes lipidiques, et augmentation de la biogenèse ribosomale. En outre, nous avons trouvé une augmentation des niveaux de protéines de HERP, GRP78, GRP75, SIG-1R et MFN2 suggérant
stress du réticulum endoplasmique et perturbations calciques dans ces cellules. Nous avons également analysé une série de miARN enrichis en cœur trouvés précédemment dérégulés dans le tissu cardiaque d'un modèle murin PA et confirmé leur expression modifiée..

La présente étude représente le premier rapport de la caractérisation des cardiomyocytes dérivés d'iPSC générés par la reprogrammation des fibroblastes des patients PA. Nos résultats prouvent que plusieurs pathomécanismes peuvent avoir un rôle important dans le dysfonctionnement cardiaque, une complication courante de la maladie AP. Ce nouveau modèle d'AP cellulaire offre un outil puissant pour démêler le mécanisme de la maladie et, potentiellement, pour activer la drogue
dépistage / dépistage de drogues. Malgré une thérapie améliorée au cours des dernières décennies, le résultat des patients PA est encore insatisfaisant, soulignant la nécessité d'évaluer de nouvelles thérapies visant à prévenir ou à atténuer les symptômes cliniques. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la contribution des mécanismes identifiés dans ce travail au phénotype cardiaque et comment ces connaissances peuvent aider à formuler une meilleure thérapeutique personnalisée.
stratégies dans le futur.

Nous remercions sincèrement la Propionic Acidemia Foundation d'avoir soutenu notre enquête, qui a abouti à une expérience vraiment motivante pour nous, sentiment d'appartenir à la famille de recherche sur l'AP. Le financement que nous avons reçu a conduit à des avancées importantes en pathophysiologie de l'AP, et notre objectif est de poursuivre cette recherche dans un proche avenir.

Mise à jour Septembre 2019 – Eva Richard PhD

Il existe un besoin clinique non satisfait de développer des thérapies efficaces pour acidémie propionique (Pennsylvanie). Les progrès dans le traitement de soutien basé sur la restriction alimentaire et la supplémentation en carnitine ont permis aux patients de vivre au-delà de la période néonatale. Cependant, le résultat global reste faible dans la plupart des patients, qui souffrent de nombreuses complications liées à la progression de la maladie, parmi eux des altérations cardiaques, une cause majeure de morbidité et de mortalité PA. In our research, nous avons développé un nouveau modèle cellulaire de PA à base de cellules souches pluripotentes induites (IPSC) dans le but de définir de nouvelles voies moléculaires impliquées dans la physiopathologie de PA qui serait un traitement potentiel de ciblage.

Traditionnellement, physiopathologie de la maladie a été étudiée dans des lignées cellulaires immortalisées ou humaines et dans les modèles animaux. Unfortunately, immortalizedcells souvent ne répondent pas comme des cellules primaires et des modèles animaux ne récapitulent pas exactement les symptômes des patients. So far, patients dérivées des fibroblastes ont été principalement des modèles cellulaires usedas dans PAdue à theiravailability et robustesse, mais ils ont des limites importantes.

La possibilité de reprogrammer les cellules somatiques de iPSCs a révolutionné la façon de modéliser la maladie humaine. Pour étudier les maladies rares, modèles de cellules souches porteuses de mutations spécifiques au patient sont devenus très importants que tous les types de cellules peuvent être différenciées des CSPi. Nous avons généré et caractérisé deux lignes iPSC à partir de fibroblastes de patients dérivées avec des défauts dans PCCA et PCCB genes. Ces lignes iPSC peuvent être différenciées en cardiomyocytes qui imitent les caractéristiques spécifiques des tissus de la maladie. La présence de PA cardiomyocytes a été facilement mis en place par l'observation visuelle des régions contractantes spontanément, et l'expression de plusieurs marqueurs cardiaques. Nous avons observé que les cardiomyocytes PCCA déficientes présentent une augmentation des produits de dégradation et des gouttelettes lipidiques, et présentent une dysfonction mitochondriale par rapport aux cellules témoins. Nous avons également découvert la régulation négative de plusieurs miARN dans les cardiomyocytes PCCA par rapport à contrôler les, et plusieurs cibles miARN sont actuellement en cours d'analyse afin d'étudier les mécanismes pathologiques cellulaires sous-jacents. Interestingly, nous avons effectué plusieurs expériences pour analyser l'effet de l'activateur de la biogenèse mitochondriale, Composé MIN-102 (agoniste PPAR, Dérivé de pioglitazone) en cardiomyocytes.

Les résultats préliminaires ont montré une augmentation de la consommation d'oxygène PCCA rateof et les cellules témoins. In our next steps, nous prévoyons de terminer l'analyse dans la ligne de cardiomyocytes PCCA, caractériser cardiomyocytes PCCB et d'étudier de manière approfondie le potentiel thérapeutique de MitoQ et MIN-102 composés.

We would like to sincerely thank the Propionic Acidemia Foundation for supporting our research.

Mise à jour Mars 2020

«Les cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites comme nouveau modèle de développement thérapeutique dans l’acidémie propionique.»

Eva Richard, professeur agrégé

Traditionnellement, physiopathologie de la maladie a été étudiée dans des lignées cellulaires immortalisées ou humaines et dans les modèles animaux. Unfortunately, Les cellules immortalisées ne souvent pas répondre en tant que cellules primaires et des modèles animaux ne proposent pas exactement les symptômes PATIENTS récapitulent. So far, fibroblastes patients dérivés ont été principalement utilisés comme modèles cellulaires en PA en raison de leur disponibilité et robustesse, mais ils ont des limites importantes.

La possibilité de reprogrammer les cellules somatiques de iPSCs a révolutionné la façon de modéliser la maladie humaine. Pour étudier les maladies rares, modèles de cellules souches porteuses de mutations spécifiques au patient sont devenus très importants que tous les types de cellules peuvent être différenciées des CSPi. Nous avons généré et caractérisé deux lignes iPSC à partir de fibroblastes de patients dérivées avec des défauts dans la PCCA et PCCB genes. Ces lignes iPSC peuvent être différenciées en cardiomyocytes qui imitent les caractéristiques spécifiques des tissus de la maladie. La présence de cardiomyocytes a été facilement mis en place par l'observation visuelle des régions contractantes spontanément, et l'expression de plusieurs marqueurs cardiaques. PCCA cardiomyocytes COPSi dérivés présentaient une altération du processus d'autophagie avec une accumulation de corps résiduels et un dysfonctionnement mitochondrial, caractérisé par une consommation réduite d'oxygène et l'altération de la biogenèse mitochondriale due à une dérégulation de PPARGC1A. Nous avons également évalué l'expression des miARN cardiaques enrichi précédemment associés à un dysfonctionnement cardiaque et plusieurs miARN ont été trouvés déréglementé. En outre, nous avons trouvé une augmentation des taux de protéines de Herp, GRP78, Grp75, sigma-1R et Mfn2 suggérant le stress ER et perturbations calcium dans ces cellules.

Nous prévoyons d'analyser cardiomyocytes PCCB pour comparer les résultats avec PCCA et les données de contrôle. Nous travaillons pour obtenir des cardiomyocytes matures afin d'effectuer des études électrophysiologiques (courants K +) en utilisant une méthode de patch-clamp de cellule entière. Nous sommes intéressés par l'étude de la signature bioénergétiques spécifique des tissus comparant les cardiomyocytes dérivés du contrôle et de l'AP par les CSPi microréseaux de protéines de phase inverse (RPPMA). travaux futurs comprend également tester l'effet de l'activateur de la biogenèse mitochondriale, Composé MIN-102 (agoniste PPAR, Dérivé de pioglitazone) et du ciblage mitochondrial MitoQ antioxydant en PA cardiomyocytes.

We would like to sincerely thank the Propionic Acidemia Foundation for supporting our research.