PAF premiado com um $32,912 research grant to Oleg Shchelochkov, M.D. and Charles P. Venditti MD, PhD at National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health – 2018

“Diversion of Isoleucine and Valine Oxidative Pathway to Reduce the Propionogenic Load in Propionic Acidemia.”

Patients with propionic acidemia require lifelong protein restriction. In addition to taking a protein restricted diet, many propionic acidemia patients are also prescribed medical formulas. This dietary approach aims to decrease the intake of four amino acids that can become propionic acid. These four amino acids – isoleucina, valina, threonine, and methionine – are called essential, because they cannot be made in the human body and need to be supplied from foods. Too much protein intake creates a situation where excess can lead to a buildup of propionic acid in the body. On the other hand, limiting these four amino acids too much can lead to poor growth. Therefore, patients’ diets are optimized to minimize propionic acid production while encouraging good growth. We wonder whether it is possible to increase dietary protein intake while minimizing the risk of propionic acid buildup.

To answer this question, we are planning to do a series of experiments in zebrafish. Why use zebrafish? Zebrafish share significant similarity to humans in how they process propionic acid. In addition, zebrafish reproduce and mature quickly, which are very important qualities to help search for new drugs that could be used to treat propionic acidemia. Our zebrafish are kept in a special building where the animals are being cared for by a dedicated team that includes scientists, veterinarians, engineers, aquatic specialists, and many others. They check on fish and feed them several times a day, maintain fish tanks, and keep their water very clean.

This type of facility is unique and had enabled our studies of metabolic diseases in zebrafish. Our ongoing studies have shown that zebrafish affected by metabolic diseases have symptoms that are very similar to patients. Even with treatment, affected fish have difficulty growing, get tired easily, have poor appetites and sometimes perish before adulthood. Using special genomic tools, we are planning to change in how the fish processes protein to direct it away from becoming propionic acid. As we make these changes to the biochemical pathways of propionic acidemia zebrafish, we will be carefully watching how these treatments improve their growth, development, appetite and survival. These experiments will help us understand how we can potentially reduce propionic acid toxicity while helping patients achieve a less restrictive diet.

Entrevista com Joel Pardo – Summer 2020

Você pode me falar sobre você e como se interessou pela ciência?

Eu sempre me interessei pelas ciências. Acho que, no final das contas, o que me impulsionou para uma carreira científica foi minha experiência de pesquisa na Universidade da Califórnia, São Diego,,es,Vejo,,en. A orientação que recebi do Dr.. Joshua Bloomekatz me ajudou a desenvolver a habilidade de raciocinar cientificamente e apreciar as oportunidades de crescer profissionalmente. Aprendi com ele como projetar experimentos para responder a importantes questões científicas. Freqüentemente, tínhamos longas discussões sobre a direção do meu projeto. Ele me ajudou a compreender a coleção de observações provenientes de diferentes fontes e alimentou meu próprio pensamento independente. Ao obter uma apreciação por seu método analítico de pensamento, Comecei a me ver como um dia contribuindo para o pensamento científico como um médico-cientista.

Durante seu treinamento no NIH, você trabalhou em um projeto para encontrar novos tratamentos usando peixe-zebra. O que você achou emocionante e desafiador em estudar o peixe-zebra?

A maioria das pessoas está familiarizada com ratos, que são frequentemente usados ​​na ciência para encontrar e testar novos medicamentos. Trabalhar com ratos requer muito trabalho para ter animais suficientes para um experimento. Peixe-zebra, por outro lado, pode produzir centenas de descendentes após um ciclo reprodutivo. O peixe-zebra põe ovos diretamente na água, o que também torna mais fácil estudá-los logo após eclodirem. Surpreendentemente,as enzimas do peixe-zebra que manipulam o ácido propiônico são muito semelhantes às enzimas em humanos. Essas duas propriedades do peixe-zebra os tornam um modelo interessante para estudar uma doença como a acidemia propiônica.

Uma das partes mais desafiadoras da minha pesquisa em peixe-zebra foi seu tamanho. A descendência do peixe-zebra é muito pequena, medindo menos de um quarto de polegada. Tive que passar muito tempo olhando os peixes-zebra no microscópio e aprender como movê-los sem machucá-los. Isso pode ser difícil, pois esses pequenos animais são frágeis nessa idade.

Você pode nos contar sobre seu projeto de PA?

No início do meu trabalho, conseguimos obter peixe-zebra, que tinha mutações nos genes ligados à acidemia propiônica. Eu precisava entender o que a acidemia propiônica faz com o peixe-zebra. Conseguimos mostrar que a acidemia propiônica no peixe-zebra se parece muito com a doença que vemos nos pacientes. Peixes com acidemia propiônica tinham pouco apetite, não cresceu bem, e teve dificuldade em se mover. Usando ferramentas genéticas especiais, em seguida, tentamos mudar a forma como o peixe-zebra processava o ácido propiônico e os ajudamos a sobreviver por mais tempo. Nossos resultados preliminares são promissores, mas mais trabalho ainda é necessário.

Quais são seus planos depois de concluir seu treinamento no NIH?

O programa postbac do NIH é um prêmio de pesquisa em tempo integral para alunos que concluíram recentemente o bacharelado e estão considerando uma carreira em ciências ou medicina. Tive a sorte de me juntar ao Dr.. Laboratório de Charles Venditti 2 anos atrás para trabalhar no projeto peixe-zebra sob o comando do Dr.. Oleg Shchelochkov. Eu gostei muito da minha experiência pós-bacharelado. Olhando para o passado 2 years, Eu sinto o lab, e, em particular, a orientação do Dr.. Shchelochkov, tem facilitado e nutrido meu crescimento como um futuro médico-cientista com raízes na pesquisa da acidemia propiônica. Em 2019 Candidatei-me a programas de MD / PhD em várias universidades dos EUA. Depois de viajar para mais de meia dúzia de estados e dar entrevistas em muitas universidades fantásticas, Por fim, decidi pelo programa de treinamento médico-cientista da Universidade de Minnesota. Enquanto planejo minha transição para o programa, Atualmente estou procurando casacos de inverno.