PAF Awards $33,082.12 Grant de cercetare în 2019

PAF Awards $30,591 Grant de continuare în 2020

Eva Richard, Dr., Universidad Autonoma de Madrid, Spania

“Cardiomiocite derivate din celule stem induse pluripotente ca un nou model de dezvoltare terapie in acidemia propionic“

Intelegerea mecanismelor celulare și moleculare care apar in boli genetice este esențială pentru investigarea unor noi strategii pentru prevenirea si tratamentul acestora. În acest context, Celulele stem pluripotente induse (IPSC) oferă oportunități fără precedent pentru modelarea bolilor umane. Una dintre puterile fundamentale ale tehnologiei IPSC se află în competența acestor celule pentru a fi direcționat pentru a deveni orice tip de celule din organism, permițând astfel cercetătorilor să examineze mecanisme de boala si de a identifica și de a testa noi terapeutica in tipuri de celule relevante.

Obiectivul principal al acestui proiect este axat pe generarea de cardiomiocite umane IPSC-derivate (hiPSC CMS) din acidemia propionic (PA) pacientii ca un nou model de celular uman pentru disease.In PA, simptome cardiace, și anume disfuncția cardiacă și aritmii, au fost recunoscute ca complicații progresive cu debut tardiv rezultând într-una dintre principalele cauze ale mortalității bolii. Folosind hiPSC CMS vom studia procesele celulare, cum ar fi funcția mitocondrială și stresul oxidativ, care au fost recunoscute ca fiind principalii contribuitori pentru PA fiziopatologia. În plus, scopul nostru este de a se descurca cai roman modificate folosind tehnici high-throughput precum RNAseq și analiza Mirna. Vom examina, de asemenea, efectele benefice potențiale ale unui antioxidant și un activator de biogenezei mitocondriale în cardiomiocite PA. Rezultatele care derivă din acest proiect vor fi relevante pentru boala oferind o perspectiva asupra proceselor biologice afectate, și oferind astfel instrumente și modele pentru identificarea de noi tratamente adjuvant pentru PA.

Actualizați aprilie 2020 – Eva Richard PhD

Datorită acidemiei propionice (PA) fundație, am dezvoltat un nou model celular de PA bazat pe celule stem pluripotente induse (IPSC) cu scopul de a defini noi patomecanisme PA care ar putea fi ținte terapeutice potențiale. Tradiţional, fiziopatologia bolii a fost studiat în linii de celule imortalizate sau umane și pe modele animale. Unfortunately, celulele imortalizate nu răspund adesea, deoarece celulele primare și modelele animale nu recapitulează exact simptomele clinice ale pacienților. So far, pacientii derivate fibroblaste au fost utilizate în principal ca modele celulare în PA, datorită disponibilității și robustețea lor, dar acestea au limitări importante. Capacitatea de a reprograma celulele somatice la iPSCs a revoluționat modul de modelare a bolilor umane. Pentru a studia bolile rare,
modele de celule stem care transporta mutatii specifice pacientului au devenit extrem de important ca toate tipurile de celule pot fi diferențiate de iPSCs.

Am generat și caracterizat două linii iPSC de la fibroblaste derivate de pacienți cu defecte în genele PCCA și PCCB; și un control izogen în care mutația pacientului cu PCCB a fost corectată genetic folosind tehnologia CRISPR / Cas9. Aceste linii iPSC au fost diferențiate cu succes în cardiomiocite,
iar prezența lor a fost ușor stabilită prin observarea vizuală a regiunilor contractante spontan și prin expresia mai multor markeri cardiaci. Cardiomiocitele derivate din PCCA iPSC au prezentat un consum redus de oxigen, o acumulare de corpuri reziduale și picături de lipide, și a crescut biogeneza ribozomală. În plus, am găsit niveluri crescute de proteine ​​ale HERP, GRP78, GRP75, SIG-1R și MFN2 sugerează
stresul reticulului endoplasmatic și perturbări ale calciului în aceste celule. De asemenea, am analizat o serie de miARN-uri îmbogățite cu inima găsite anterior dereglate în țesutul cardiac al unui model murin PA și le-am confirmat expresia modificată.

Prezentul studiu reprezintă primul raport despre caracterizarea cardiomiocitelor derivate din iPSC generate de reprogramarea fibroblastelor pacienților cu PA. Rezultatele noastre oferă dovezi că mai multe patomecanisme pot avea un rol relevant în disfuncția cardiacă, o complicație frecventă în boala PA. Acest nou model de PA celular oferă un instrument puternic pentru a dezlega mecanismul bolii și, potenţial, pentru a permite droguri
screening / testare de droguri. În ciuda terapiei îmbunătățite în ultimele decenii, rezultatul pacienților cu PA este încă nesatisfăcător, subliniind cerința de a evalua noi terapii care vizează prevenirea sau ameliorarea simptomelor clinice. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina contribuția mecanismelor identificate în această lucrare la fenotipul cardiac și modul în care aceste cunoștințe pot ajuta la formularea unei terapii mai bine personalizate.
strategii în viitor.

Mulțumim sincer Fundației Acidemia Propionică pentru susținerea investigației noastre, ceea ce a dus la o experiență cu adevărat motivantă pentru noi, simțind că aparținem familiei de cercetare PA. Finanțarea pe care am primit-o a dus la progrese importante în fiziopatologia AP, iar scopul nostru este să continuăm această cercetare în viitorul apropiat.

Actualizare septembrie 2019 – Eva Richard PhD

Exista o nevoie nesatisfacuta clinice pentru a dezvolta terapii eficiente pentru acidemia propionic (PA). Progresele în tratamentul de susținere bazate pe reducerea aportului alimentar și de carnitină au permis pacientilor sa traiasca dincolo de perioada neonatală. Totuși, rezultatul general rămâne slabă la majoritatea pacienților, care suferă de numeroase complicații legate de progresia bolii, printre acestea modificări cardiace, o cauză majoră de morbiditate și mortalitate PA. In our research, am dezvoltat un nou model celular de AP bazat pe celule stem pluripotente induse (IPSC) cu scopul de a defini noi cai moleculare implicate in fiziopatologia PA, care ar fi un potențial tratament de direcționare.

Tradiţional, fiziopatologia bolii a fost studiat în linii de celule imortalizate sau umane și pe modele animale. Unfortunately, immortalizedcells de multe ori nu raspund ca celule primare și modele animale nu recapitula exact simptome de pacienti. So far, Pacienți care au fost derivate fibroblaste au fost modele de celulare în principal usedas în PAdue la theiravailability și robustețea, dar acestea au limitări importante.

Capacitatea de a reprograma celulele somatice la iPSCs a revoluționat modul de modelare a bolilor umane. Pentru a studia bolile rare, modele de celule stem care transporta mutatii specifice pacientului au devenit extrem de important ca toate tipurile de celule pot fi diferențiate de iPSCs. Am generat și caracterizat două linii de IPSC de la pacienti-derivate fibroblasti cu defecte în PCCA și PCCB gene. Aceste linii IPSC pot fi diferențiate în cardiomiocite care imita semnele distinctive specifice țesutului bolii. Prezența cardiomiocite PA a fost ușor de stabilit prin observarea vizuală a regiunilor contractante spontan, și expresia mai multor markeri cardiaci. Am observat că cardiomyocytes PCCA-deficit prezintă o creștere a produșilor de degradare și în picăturile lipidice, și prezintă disfuncția mitocondrială, comparativ cu celulele de control. Am descoperit în continuare în jos-reglementarea mai multor miRNAs în cardiomiocite PCCA, comparativ cu cele de control, și mai multe obiective de miRNAs sunt in prezent analizate pentru a investiga mecanismele patologice celulare care stau la baza. Interestingly, am efectuat mai multe experimente pentru a analiza efectul activator biogenezei mitocondriale, compus MIN-102 (agonist PPAR, Derivat de pioglitazonă) în cardiomiocite.

Rezultatele preliminare au arătat o creștere a celulelor PCCA si controlul consumului de oxigen rateof. In our next steps, ne propunem pentru a finaliza analiza în linia de cardiomiocite PCCA, caracterizarea cardiomiocite PCCB și să studieze în profunzime potențialul terapeutic al MitoQ și compușii MIN-102.

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

Actualizare martie 2020

Cardiomiocitele derivate din celulele stem pluripotente induse ca un nou model pentru dezvoltarea terapiei în acidemia propionică.

Eva Richard, Profesor Asociat

Exista o nevoie nesatisfacuta clinice pentru a dezvolta terapii eficiente pentru acidemia propionic (PA). Progresele în tratamentul de susținere bazate pe reducerea aportului alimentar și de carnitină au permis pacientilor sa traiasca dincolo de perioada neonatală. Totuși, rezultatul general rămâne slabă la majoritatea pacienților, care suferă de numeroase complicații legate de progresia bolii, printre acestea modificări cardiace, o cauză majoră de morbiditate și mortalitate PA. In our research, am dezvoltat un nou model celular de AP bazat pe celule stem pluripotente induse (IPSC) cu scopul de a defini noi cai moleculare implicate in fiziopatologia AP, care ar putea fi potentiale tinte terapeutice.

Tradiţional, fiziopatologia bolii a fost studiat în linii de celule imortalizate sau umane și pe modele animale. Unfortunately, Celulele imortalizate face de multe ori nu raspund ca celule primare și modele animale nu se potrivesc exact simptomele pacienților recapitula. So far, pacientii derivate fibroblaste au fost utilizate în principal ca modele celulare în PA, datorită disponibilității și robustețea lor, dar acestea au limitări importante.

Capacitatea de a reprograma celulele somatice la iPSCs a revoluționat modul de modelare a bolilor umane. Pentru a studia bolile rare, modele de celule stem care transporta mutatii specifice pacientului au devenit extrem de important ca toate tipurile de celule pot fi diferențiate de iPSCs. Am generat și caracterizat două linii de IPSC la pacientii cu derivate fibroblastele cu defecte in PCCA și PCCB gene. Aceste linii IPSC pot fi diferențiate în cardiomiocite care imita semnele distinctive specifice țesutului bolii. Prezența cardiomiocite a fost ușor de stabilit prin observarea vizuală a regiunilor contractante spontan, și expresia mai multor markeri cardiaci. cardiomiocitelor PCCA IPSC derivate au prezentat o alterare a procesului de autofagie, cu o acumulare de corpuri reziduale și disfuncția mitocondrială caracterizate prin consum redus de oxigen și de alterare a biogenezei mitocondriale din cauza unei dereglarea PPARGC1A. De asemenea, am evaluat expresia miRNAs îmbogățit cu inima asociate anterior cu disfuncție cardiacă și mai multe miRNAs s-au găsit dereglată. În plus, am constatat niveluri crescute de proteine ​​de Herp, GRP78, Grp75, sigma-1R și Mfn2 sugerând ER stres și de calciu perturbațiile aceste celule.

Suntem de planificare pentru a analiza cardiomiocite PCCB pentru a compara rezultatele cu PCCA și datele de control. Lucrăm pentru a obține cardiomiocite mature, în scopul de a efectua studii de electrofiziologie (Curenții K +) folosind o metodă patch clamp-celulă întreagă. Suntem interesați în studiul semnăturii compararea cardiomiocite bioenergetice specifice tisulare derivate din controlul și iPSCs PA patients' de microarrays proteine ​​în fază inversă (RPPMA). Activitatea viitoare include, de asemenea, testarea efectului activator biogenezei mitocondriale, compus MIN-102 (agonist PPAR, Derivat de pioglitazonă) si a mitocondrial țintire antioxidante MitoQ în cardiomiocite PA.

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