Acidemia propiónica / Resumen de la conferencia de educación familiar sobre acidemia metilmalónica

Resumen de la conferencia de educación familiar de PA/MMA

el 4 de marzo, la Propionic Acidemia Foundation se asoció con Lurie's Children's Hospital para una conferencia familiar combinada de PA/MMA. Pudimos reunirnos en su centro de conferencias.. Familias del área de Chicago, tanto como, familias de wisconsin, Indiana, Misuri, California, y Michigan estuvieron presentes. Thankfully, la nieve que estaba pronosticada no llego con los asistentes. Durante las comidas y entre presentaciones, las familias pudieron visitarse entre sí.. Hubo una gran cantidad de información compartida entre las familias..

doctores. Prada y Baker ofrecieron una descripción general de la acidemia propiónica y la acidemia metilmalónica.. madi hankins, un consejero genético, hizo una presentación Evaluación de Riesgos y Planificación Familiar. Explicó la probabilidad de tener un hijo con PA/MMA, diferentes opciones de pruebas en el útero para determinar si un feto tiene PA, opciones de reproducción asistida, y adopción.

Durante el almuerzo, carly abate, un especialista en vida infantil, dirigió una sesión de grupo sobre el cuidado del cuidador. Dentro de pequeños grupos, los asistentes hablaron sobre el cuidado personal y los consejos & trucos para lidiar con PA/MMA. Algunos de los cuidados personales que las personas mencionaron como ayuda para lidiar con el estrés fueron: montando una motocicleta, tejido de punto, correr, consciencia, y yoga.

carolyn serbinski, un asesor genético dio una visión general sobre Registros y Ensayos Clínicos. ann kozek, un dietista, hizo una presentación sobre Nutrición en PA/MMA.

Brittany Smith, El tesorero de PAF habló sobre la preparación para emergencias y presentó el Cuaderno de cuidados actualizado de PAF y el nuevo Manual de preparación para emergencias para personas con acidemia propiónica/acidemia metilmalónica.

Brenden Pragasam, hermano de Aidan con PA, pudo dar a todos una visión general del prototipo de bomba de alimentación pequeña que está desarrollando.

Agradecemos el apoyo de CoA, Moderno, HemoCizalla, y Nutricia por patrocinar la conferencia. Tuvimos la suerte de que Garrett Austin tomara fotos en el evento.. The Penny's Purpose entregó mantas hechas a mano a los asistentes. Zoia Pharma proporcionó alimentos bajos en proteínas que los asistentes pudieron llevarse a casa.. Cambrooke proporcionó papas fritas y pasta bajas en proteínas.

©Garrett Wade Austin

PAF Awards $50,000 beca a Pawel Swietach en la Universidad de Oxford

Pi: Pawel Swietach, Profesor de fisiología, Departamento de fisiología, Anatomía & Genetics, Universidad de Oxford, Inglaterra

“Nuevo paradigma en el alivio de las consecuencias cardíacas de la acidemia propiónica: desviando el exceso de propionato hacia la reserva de beta-alanina del corazón”.

en primavera de 2023, PAF concedió una nueva subvención de $50,000 for 6/1/2023-5/31/2024

¿Qué nos pueden decir los ratones PA sobre nuevas formas de atenuar la toxicidad del propionato en el corazón??

Gracias al generoso apoyo de Propionic Acidemia Foundation, nuestro laboratorio de investigación en Oxford, UK, se ha unido a los esfuerzos globales para encontrar nuevos tratamientos para propiónico
acidemia (Pensilvania). Me complace informar que a principios de este año, nuestra propuesta para un proyecto de continuación fue financiada. En nombre de mi grupo, Quiero agradecer a la junta de PAF y a los donantes por su apoyo..

Este artículo le brinda información sobre nuestros logros recientes y planes futuros.. Nuestro grupo se interesó en PA en torno a 2015, cuando nos dimos cuenta de que nuestro
la experiencia en investigación cardíaca podría ayudar a las familias afectadas por PA. como científico, Considero que nuestro trabajo es un servicio a la comunidad, y por lo tanto es nuestra obligación llegar a aquellos que pueden beneficiarse de nuestro conocimiento científico. Durante muchos años, habíamos estado estudiando los efectos de la acidez en el corazón en el contexto más amplio de la enfermedad cardíaca, como isquemia e hipertrofia.. Razonamos que los próximos pasos deberían considerar lo que sucede en las formas raras de acidosis que surgen de trastornos metabólicos hereditarios.. Entre las acidemias orgánicas, sentimos que podemos contribuir al estudio de PA, porque el anión orgánico que se acumula (propionato) tenía acciones poderosas junto con la acidez. Nos conectamos con CLIMB, una asociación con sede en el Reino Unido que apoya a las familias afectadas por errores congénitos del metabolismo, para comprender cómo podemos utilizar nuestra experiencia para abordar algunos de los problemas apremiantes que enfrentan los pacientes con PA. CLIMB proporcionó financiación inicial que inició nuestra investigación y nos puso en contacto con colegas del Great Ormond Street Hospital, donde muchos niños afectados por enfermedades raras reciben tratamiento.. La financiación de CLIMB nos permitió recopilar datos piloto, que formó la base de una propuesta para un proyecto de investigación doctoral. Un candidato a doctorado, Parque KC, asumió este proyecto, a pesar de todos los riesgos percibidos asociados con el estudio de enfermedades raras. KC realizó esfuerzos heroicos para caracterizar los efectos del propionato en el corazón. Los resultados fueron prometedores y decidimos hacer otra inversión estratégica: trayendo un modelo de ratón de PA a Oxford con la ayuda de Michael A. Barry en Estados Unidos y Lourdes Desviat en España. Esta conexión fue posible gracias a PAF! El mantenimiento de los ratones es muy costoso, pero el costo estaba bien justificado sobre la base de la calidad de los datos recopilados por KC..

El siguiente hito fue nuestra colaboración con Tom Milne, profesor de hematología en Oxford, y Nick Crump, que ahora es investigador independiente en Londres.. rápidamente
nos dimos cuenta de que nuestras habilidades encajan y que podemos hacer importantes descubrimientos en el campo de la megafonía. Así es como nos embarcamos en un proyecto para estudiar los efectos del propionato en los andamios basados ​​en proteínas que sostienen el ADN. Estas estructuras, llamadas histonas, regular la actividad de los genes, cambiando estos entre un estado 'encendido' y 'apagado'. Descubrimos que los ratones afectados por AP experimentan cambios profundos en los genes que son relevantes para la contracción cardíaca. Así, mostramos que una enfermedad de un gen específico (here, codifica para propionil CoA carboxilasa) causa una miríada de cambios secundarios en la expresión génica: un nuevo paradigma en enfermedades hereditarias. Los experimentos que estudian andamios de ADN son complejos y costosos, pero pudimos
perseguirlos con la ayuda de PAF.

Los esfuerzos científicos están diseñados para ser impulsados ​​por hipótesis., pero muchos (demasiados?) los descubrimientos surgen por casualidad. Esto es tanto una fuente de frustración, debido a la
percepción de que las cosas buenas suceden por casualidad, y emoción, porque cuando suceden los descubrimientos, traen mucha alegría. El meticuloso trabajo de laboratorio de KC condujo al sorprendente descubrimiento de que los corazones de los ratones PA machos se ven menos afectados que los de las hembras.. Esto es sorprendente porque ambos sexos son portadores del mismo defecto genético.. Creemos que esto es importante
porque sugiere que los ratones machos deben tener algún tipo de mecanismo de protección del que carecen las hembras. La explotación de este fenómeno natural podría formar la base de nuevas terapias para las personas afectadas por PA. Por ejemplo, si los ratones macho PA tienen un medio para reducir la toxicidad del propionato, queremos saber cual es este mecanismo, y como podemos
implementarlo en pacientes con AP.

Nuestro descubrimiento se produjo al comparar las respuestas de expresión génica a PA en ratones machos y hembras utilizando una tecnología llamada RNAseq.. Este método cuenta el número de
'mensajes' emitidos por genes que instruyen a la célula para que produzca proteínas. Algunos de estos mensajes se emiten de forma errónea porque codifican proteínas que no deberían fabricarse., o se hacen en la cantidad incorrecta. Observamos que los cambios aberrantes en el nivel del mensaje eran más frecuentes en ratones hembra. Con tom y nick, Conectamos esto con la forma en que
propionato afecta químicamente a las histonas. Los corazones de ratones hembra afectados por PA tenían niveles más altos de la forma reactiva de propionato, llamado propionil-CoA. Usando una técnica llamada
inmunoprecipitación de cromatina, encontramos que los ratones hembra sufrieron modificaciones químicas más severas en las histonas, que hace que sus corazones se comprometan en la
cambios en la expresión génica antes mencionados. De acuerdo con estos cambios fundamentales a nivel molecular, encontramos que la contracción cardíaca se vio comprometida de manera más significativa en ratones hembra PA.

Queríamos entender cómo los ratones PA macho logran su efecto protector. para abordar esto, procesamos nuestras muestras para que nuestro colega de Oxford las analice, Jaime
McCullagh. James proporciona acceso a un método, llamado metabolómica, que mide cada metabolito principal en el corazón, y nos permite buscar patrones. Esto es normalmente muy
costoso de ejecutar, y estamos agradecidos con su equipo por darnos tiempo en su puesta a punto. Los datos de James confirmaron que los ratones hembra tenían cambios canónicos más profundos en los metabolitos
asociado con PA. Los mismos datos revelaron algo desconcertante.: que una clase específica de sustancia parece más abundante en hombres que en mujeres. Nos sorprendimos porque
esas sustancias hasta ahora se han considerado bastante inertes. Sin embargo, Otras mediciones mostraron que estas sustancias asociadas con los hombres están lejos de ser transeúntes inertes.: ellos
puede explicar por qué los ratones macho tienen un grado de protección contra la PA. Estas sustancias son, En realidad, un reservorio de aminoácidos que puede absorber el exceso de propionato. Esto significa que
los niveles de propionato pueden ser amortiguados por esta "esponja" protectora y disminuir la carga de la enfermedad.

So far, presentamos el trabajo en encuentros en Berlín y Budapest. KC incluso ganó un premio por su charla científica! Ahora estamos preparando un manuscrito para su publicación en una revista científica.
journal. Nuestro siguiente paso es estudiar esta vía con más detalle., primero en ratones, y luego en pacientes con PA. Así utilizaremos los fondos del PAF. Nuestro plan para el próximo año es caracterizar este sistema de amortiguamiento, y buscar formas de obligarlo a operar a un ritmo mejorado, para que el propionato se absorba antes de que pueda causar daños. Este es un primer paso, pero necesario, para convencer a la comunidad científica de que nuestra hipótesis es válida y que se justifican más esfuerzos para buscar tratamientos basados ​​en la idea de la "esponja de propionato".. La razón por la que somos optimistas sobre esto, se debe a que el tampón de propionato podría activarse por cambios en la dieta, en lugar de la terapia génica. Esto es importante porque no todos los pacientes con AP califican para la terapia génica., incluso en ensayos clínicos. Los tratamientos basados ​​en la dieta a menudo tienen una ruta acelerada para la aprobación por parte de las autoridades..

Last year, estuvimos encantados de comenzar un proyecto con una empresa con sede en Oxford llamada EVOX Therapeutics que desarrolla formas de administrar medicamentos a las células utilizando partículas pequeñas,
llamados exosomas, que son producidos naturalmente por el cuerpo. Presentamos nuestras ideas sobre PA, y la empresa estuvo feliz de colaborar. Esto fue un gran avance para nosotros., porque
El apoyo de la industria es esencial para llevar nuestra investigación al mercado.. Afortunadamente, el maravilloso equipo de EVOX ha sido un gran apoyo para nuestras ideas.. En el futuro cercano, esperamos brindar buenas noticias sobre mejores formas de entregar medicamentos directamente donde se necesitan en pacientes con PA.

Si bien la noción de investigación como servicio es parte del tejido que me convierte en científico, También soy realista sobre los desafíos que enfrentamos para hacer que la investigación funcione..
La ciencia es un deporte de equipo que se basa en retener a las personas más brillantes.. Los científicos dedican muchas horas en el laboratorio., enfrentando las perspectivas de muchos experimentos fallidos flanqueados por momentos de
euforia cuando las cosas funcionan como se espera (o mejor aún… cuando sucede algo sorprendente). Today, muchos de nuestros científicos más brillantes no pueden continuar con sus ambiciones porque
de la falta de financiación. Tus aportes hacen la diferencia. Incluso si un proyecto no cumple lo que promete en papel, todavía ha permitido el más alto nivel de formación para
científicos que seguirán persiguiendo problemas puntuales que afectan nuestra salud y bienestar. Las enfermedades raras son, desafortunadamente, bajo en la lista de prioridades de las agencias de financiación nacionales e internacionales ya estiradas. Organizaciones como PAF juegan un papel esencial en la provisión de oportunidades de financiación que de otro modo no existirían.. Esperamos que al marcar nuevas formas de pensar sobre la AP, podemos atraer más atención de los principales financiadores al área de las acidemias orgánicas.

Gracias al valiente esfuerzo de las familias PAF, miembros de la Junta, volunteers, and donors, esta investigación ha sido posible. Gracias por tu apoyo, y me mantuve atento.
Por favor, siéntase libre de contactarnos para más información.

Pawel Swietach
Profesor de fisiología
Departamento de fisiología, Anatomía &amperio; Genetics
Universidad de Oxford

 

 

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conferencia familiar 2023

2023 Registro de la conferencia PA


Enfoque del Día de las Enfermedades Raras

 

DÍA DE LAS ENFERMEDADES RARAS 2021 DESTACAR

Me gustaría agradecer a dos seres humanos increíbles que han ayudado a Vivienne en su viaje con la Acidemia Propiónica.. First, Me gustaría agradecer a la Sra.. brezo, quien es nutricionista / dietista de Vivienne. Desde que se hizo cargo del caso de Vivienne, La salud de Vivi ha mejorado. Ella ha marcado una gran diferencia en la vida de Vivienne.! Ahora, Sé por qué tantos padres enfatizaron la importancia de un gran dietista! Ms. Heather ha sido muy cariñosa, muy atento,un gran oyente y muy comprometido con el caso de Vivi!

Segundo, Me gustaría agradecer al Dr.. panadero! Dr. Baker ha sido un genetista extraordinario! Su dedicación y cuidado increíble han ayudado a Vivi a mantenerse alejada de muchas hospitalizaciones.. Me siento tan bendecido de tener tanto al Dr.. Baker y Ms.Heather como equipo de atención de Vivienne. Ambos se han ganado mi confianza. Dr. Baker y Heather realmente marcaron la diferencia en la vida de Vivienne!

Gracias de la familia Lopez!

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Nalani ha tenido la suerte de tener personas increíbles en su vida ayudándola en su viaje.. Ha estado asistiendo a un grupo social semanal en Coeur Academy en Missouri durante aproximadamente 6 years now. Se juntan, hablar de su semana, planificar actividades y jugar juegos. Cocinan un “Fiesta de acción de gracias” e intercambiar regalos en Navidad. Van de compras y salen a comer juntos. Ella es la única chica y le dice a todos los que conoce que tiene 4 novios. Nalani es extremadamente social y este programa le ha dado un grupo de verdaderos amigos.. Estoy tan agradecido con ellos. No sé qué haría sin Ann, Sarah y sus novios en grupo social.! – Angela (foto de Nalani y su maestra)

 

Beca de investigación inicial de los premios PAF Houten DeVita

PAF Awards $50,000 Nueva beca de investigación

 

Pi: Sander Houten, Ph.D., Departamento de Genética y Ciencias Genómicas,

Instituto Icahn de Ciencia de Datos y Tecnología Genómica, Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, Nueva York, US

 

 

 

Co-PI: Robert J. DeVita, Ph.D., Departamento de Ciencias Farmacológicas, Instituto de descubrimiento de fármacos,

Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, Nueva York, US

 

 

“Reducción de sustrato como nueva estrategia terapéutica para la acidemia propiónica ”

El metabolismo de los aminoácidos y, en particular, la degradación de valina e isoleucina son una fuente importante de propionil-CoA., el sustrato de la propionil-CoA carboxilasa. El tratamiento actual de la acidemia propiónica tiene como objetivo disminuir la degradación de valina e isoleucina a través de dietas médicas y evitar el ayuno.. Drs Houten y DeVita, los investigadores de este proyecto, tienen como objetivo desarrollar una terapia de reducción de sustrato farmacológico para la acidemia propiónica que limite la degradación de estos aminoácidos. Proponen inhibir la acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta / ramificada (SBCAD) e isobutiril-CoA deshidrogenasa (ACAD8), que participan en la degradación de isoleucina y valina, respectivamente. Se cree que la inhibición de estas enzimas es segura porque a diferencia de la acidemia propiónica, Se cree que los defectos hereditarios de SBCAD y ACAD8 son afecciones benignas.. En modelos de línea celular, La inhibición de SBCAD usando un KO genético o un inhibidor fue eficaz y condujo a una disminución pronunciada del sustrato de propionil-CoA carboxilasa.. Los investigadores esperan encontrar algunos inhibidores de impacto de SBCAD y ACAD8 que puedan optimizarse aún más y sirvan como punto de partida para un programa de descubrimiento de fármacos traslacional más amplio para el tratamiento de la acidemia propiónica..

Actualización de progreso abril 2022

En enero 2021, agradecimos recibir una beca de investigación del PAF, lo que nos permitió iniciar el desarrollo de la reducción de sustratos farmacológicos como un enfoque terapéutico novedoso para la acidemia propiónica. Para este proyecto, planteamos la hipótesis de que podemos lograr una reducción clínicamente relevante en la acumulación de sustratos de propionil-CoA carboxilasa al inhibir las enzimas que desempeñan un papel en la degradación de los aminoácidos de cadena ramificada. Específicamente, proponemos inhibir la acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta/ramificada (SBCAD) e isobutiril-CoA deshidrogenasa (ACAD8), que participan en la degradación de isoleucina y valina, respectivamente. Se prevé que la inhibición de estas enzimas sea segura porque se cree que los defectos hereditarios de SBCAD y ACAD8 son afecciones benignas.. En modelos de línea celular, la inhibición de SBCAD usando un KO genético o un inhibidor fue eficaz, lo que conduce a una disminución pronunciada de los metabolitos derivados de propionil-CoA. La inhibición de ACAD8 fue menos eficaz, lo que puede explicarse por la superposición en la especificidad de sustrato entre diferentes acil-CoA deshidrogenasas. El objetivo de este proyecto es identificar inhibidores de molécula pequeña de SBCAD y ACAD8 que puedan validarse aún más para que sirvan como puntos de partida para un programa más amplio de descubrimiento de fármacos traslacionales para el tratamiento de la acidemia propiónica.. Para lograr este objetivo, utilizamos la beca de investigación de la PAF para desarrollar el in vitro Ensayos bioquímicos y celulares útiles para detectar sustancias químicas para establecer si una molécula pequeña tiene la posibilidad de ser un inhibidor eficaz de SBCAD o ACAD8.. También hemos realizado un cribado virtual para generar una lista de moléculas inhibidoras candidatas para SBCAD y ACAD8. De estos posibles inhibidores de SBCAD, 91 fueron comprados y probados en el ensayo SBCAD. Unfortunately, ninguno de los compuestos pudo inhibir SBCAD con alta afinidad probablemente como resultado de las limitaciones del modelado computacional de la estructura de la enzima. Este resultado indica que se necesita un examen de alto rendimiento imparcial más grande para identificar los inhibidores de molécula pequeña de impacto para SBCAD. Nuestro ensayo enzimático parece muy adecuado para este enfoque y este enfoque se ha aplicado con éxito a otros dos objetivos enzimáticos que está investigando el equipo. (DHTKD1 [1] y dominio LOR de AASS (inédito)).

El progreso realizado con los fondos PAF nos permitió proponer este proyecto de investigación para el Programa de Pequeñas Subvenciones de los NIH (R03) del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver (NICHD). Esta subvención se concedió en septiembre 2021, lo que nos permitió continuar con este trabajo para los próximos 2 years. En colaboración con los Dres.. Vockley y Mohsen (universidad de pittsburgh), también solicitamos una subvención para proyectos de investigación de los NIH (R01; El potencial terapéutico de la inhibición de las acil-CoA deshidrogenasas involucradas en la degradación de valina e isoleucina). Esta propuesta está actualmente bajo consideración..

PAF Awards $49,953 Nueva beca de investigación – Navidad

PAF Awards $49,953 Nueva Beca de Investigación en 2021

Pi: Pawel Swietach, Profesor de fisiología, Departamento de fisiología, Anatomía & Genetics, Universidad de Oxford, Inglaterra

"Propionilación de proteínas aberrantes y marcas distintivas de histonas en la acidemia propiónica: nuevos mecanismos de enfermedad y factores de riesgo de enfermedad cardíaca ”

El desafío que se coloca en nuestro corazón - contraerse y relajarse en una secuencia correcta y con la fuerza adecuada - es formidable.. La elegante solución biológica a este problema mecánico es un órgano que bombea millones de litros de sangre para mantener la vida durante muchas décadas.. Sin embargo, La calidad y la duración de la vida de una persona están fuertemente vinculadas a la salud cardíaca.. Gracias a los avances científicos, ahora hay mejores tratamientos disponibles para las enfermedades cardíacas, Permitir a los pacientes vivir vidas más largas y felices.. Nuestro objetivo en el Centro de Excelencia en Investigación de la Fundación Británica del Corazón de la Universidad de Oxford es garantizar que el progreso científico aborde un amplio espectro de trastornos, independientemente de su incidencia.

Los problemas cardíacos son comunes en la acidemia propiónica. (Pensilvania). Desafortunadamente, La miocardiopatía dilatada y el síndrome de QT largo suelen ser la causa de muerte infantil.. Para tratar y prevenir estos problemas cardíacos., primero debemos entender los mecanismos subyacentes. Una vez que se describen estos procesos, Nuestro objetivo es identificar objetivos para medicamentos o intervenciones.. Creemos que esta ambición se puede lograr gracias a la gran cantidad de conocimientos sobre el corazón y al vasto repertorio de medicamentos aprobados para la terapia en varias otras afecciones cardíacas.. Muchos de estos medicamentos podrían "reutilizarse" para los trastornos asociados a la AP, dando esperanza a muchas familias para un tratamiento oportuno.

Para este proyecto financiado por PAF, hemos reunido un consorcio de científicos que están ansiosos por dedicar su experiencia al estudio de la AF. La experiencia de mi laboratorio es la fisiología celular cardíaca en el contexto de los trastornos acidobásicos.. Nos acompaña Tom Milne, profesor asociado de epigenética en Oxford., Holger Kramer, un experto en proteómica, y Steve Krywawych, bioquímico principal del Hospital Great Ormond Street de Londres. Los recursos e instalaciones puestos a disposición de este proyecto incluyen un modelo de ratón de PA, cortesía de Michael Barry y Lourdes Desviat, métodos para caracterizar la función cardíaca desde la célula hasta el nivel de órganos, así como mediciones de cambios a nivel de proteínas y genes. Este enfoque interdisciplinario pero enfocado nos permite identificar objetivos potenciales para el tratamiento de la AP. Ciertamente, Nuestros hallazgos preliminares apuntan a una de esas enzimas, y el objetivo de este proyecto es probar y validar nuestra hipótesis.

La AP se asocia con cambios metabólicos importantes, y muchas de estas sustancias no son simplemente intermediarios en una cadena de eventos., pero puede tener fuertes acciones biológicas que no siempre son intuitivas para predecir. Nuestro proyecto investigará cómo la acumulación de propionato afecta a los genes cardíacos a través de una reacción química que causa andamios de ADN. (llamadas histonas) para "abrir" genes que normalmente no deberían expresarse en un corazón sano. Muchos genes se verán afectados por esta, pero algunos están más estrechamente relacionados con el trastorno cardíaco. Después de identificar estos genes principales, probaremos hasta qué punto bloquearlos podría ser curativo. En paralelo, Investigaremos si el propionato también puede reaccionar con otros objetivos en la célula., como las proteínas que sustentan la contracción. Ciertamente, Nuestro trabajo sugiere que una vía prometedora para la investigación se relaciona con el llamado acoplamiento excitación-contracción., un proceso que convierte la electricidad cardíaca en una respuesta mecánica.

Estamos emocionados de ser parte de la familia de investigadores de PA y deseamos aprovechar esta oportunidad para invitar a pacientes., cuidadores, y simpatizantes a nuestro laboratorio para una visita.


Actualizar 8/2022 – Reporte final

PROPIONILACIÓN ABERRADA DE PROTEÍNAS Y MARCAS DE HISTONA DISTINTAS EN LA ACIDEMIA PROPIONICA: NUEVOS MECANISMOS DE ENFERMEDAD Y FACTORES DE RIESGO PARA

ENFERMEDAD CARDIACA
Informe Final – Agosto 2022
Pi: Pawel Swietach (Universidad de Oxford)

Informe no confidencial para su difusión

Pacientes afectados por acidemia propiónica (Pensilvania) presentar alteraciones en los niveles de metabolitos, en particular propionato. este pequeño (tres carbonos) normalmente se produce una molécula
de la descomposición de sustancias en la dieta, como los aminoácidos de cadena ramificada y los ácidos grasos impares. In PA, sin embargo, Los genes responsables del procesamiento de propionato son
inactivado por mutaciones heredadas. Una visión de larga data postula que el entorno bioquímico resultante es responsable de la disfunción de múltiples órganos afectados en la PA..
Comprender cómo se ve afectado el corazón en la PA es particularmente importante, porque muchas muertes infantiles se han relacionado con enfermedades cardíacas. Sin embargo, el mecanismo preciso
la vinculación de la alteración metabólica con la enfermedad cardíaca en la PA no está clara. Sin esta información detallada, es difícil proponer nuevas curas y mejorar el manejo de la enfermedad antes
terapias génicas viables están disponibles. Moreover, el conocimiento de los mecanismos moleculares tiene un impacto más amplio en la salud cardíaca, porque también se han observado elevaciones de propionato
descrito en otras enfermedades, como la diabetes.

El objetivo de nuestro proyecto PAF fue investigar cómo los trastornos metabólicos en PA afectan a las proteínas a través de las llamadas modificaciones postraduccionales., i.e. 'edición' química
que pueden afectar sus funciones. Usando un modelo de ratón de PA, mostramos que las histonas, el andamio proteico del ADN, sufren dos tipos de modificaciones en el corazón: propionilación y acetilación. Luego demostramos cómo estas acciones afectan la expresión de genes en el corazón.. sorprendentemente, encontramos que varios genes, previamente implicado en enfermedades cardíacas, activarse aberrantemente en PA, y especulamos que amortiguar esta respuesta genética impulsada por PA puede aliviar los cambios patológicos experimentados por los pacientes. A través de nuestras observaciones del modelo de ratón de PA, identificamos una vía bioquímica novedosa que ofrece un medio alternativo para procesar el exceso de propionato en el corazón. La activación de esta vía se asoció con una presentación de la enfermedad menos grave en ratones. Presumimos que esta vía podría explotarse terapéuticamente en pacientes con PA, y nuestros objetivos inmediatos para el futuro son identificar el mejor enfoque para explotar este reservorio protector de propionato en el corazón..

En resumen, el proyecto PAF ha (i) entregó nuevos conocimientos mecánicos sobre cómo el propionato afecta el corazón utilizando métodos de última generación en metabolómica, transcriptómica,
biología de la cromatina, y fisiología, y (yo) reveló nuevas vías para el procesamiento de propionato que evitan las enzimas mutadas en pacientes con PA.

 

PAF otorga una subvención de continuación a Guofang Zhang en la Universidad de Duke

Zhang Guofang, PhD, Duke University

“Propionil-CoA y propionilcarnitina median complicaciones cardíacas en pacientes con acidemia propiónica”

actualización de marzo 2023

La enfermedad cardíaca tiene una alta prevalencia entre los pacientes con acidemia propiónica (Pensilvania). El mecanismo patológico sigue siendo en gran parte desconocido, particularmente debido a la naturaleza del desarrollo crónico. Es un desafío predecir el desarrollo de enfermedades cardíacas en pacientes con AP simplemente por la PCC mutaciones, propionyl-CoA carboxylase (PCC) actividad enzimática o cambios metabólicos agudos en plasma u orina debido a que no hay una fuerte correlación entre el fenotipo cardíaco (gravedad de la enfermedad) y genotipo, se han observado descompensaciones metabólicas o actividad enzimática residual a partir de los casos clínicos.

Los ácidos grasos con varias longitudes de cadena son los principales combustibles para el corazón.. Nuestros datos anteriores demostraron que el propionato en lugar de los aminoácidos es una fuente importante de propionil-CoA cardíaco. en adición, la deficiencia de PCC reduce la eliminación hepática de propionato derivado del microbioma y promueve la síntesis de ácidos grasos de cadena impar, ambos imponen estrés metabólico en el corazón. La acumulación de propionil-CoA derivada del propionato y los ácidos grasos de cadena impar podría interrumpir el metabolismo energético cardíaco. El nivel bajo de ATP inhibe aún más la carboxilación de propionil-CoA según nuestro reciente estudio de isquemia. El metabolismo energético deteriorado y la acumulación de propionil-CoA forman un círculo vicioso.

Con una beca de tercer año apoyada por PAF, colaboraremos con las Dras Eva Richard Rodríguez y Lourdes R. Desviat from Universidad Autónoma de Madrid on how energy metabolism in PCCA- o PCCB- Los cardiomiocitos iPSC derivados de pacientes humanos se alteran mediante análisis de isótopos estables, particularmente bajo el estrés del propionato y los ácidos grasos de cadena impar. Otro objetivo es mejorar el metabolismo de la energía cardiaca dirigiéndose al propionato y al metabolismo de los ácidos grasos de cadena impar..

Actualización de agosto 2020

La enfermedad cardíaca es una de las complicaciones asociadas a menudo con la acidemia propiónica. (Pensilvania). Comprender el mecanismo patológico es fundamental para prevenir el desarrollo de complicaciones.. Nuestra investigación anterior ha demostrado que la acumulación de propionil-CoA inhibe el metabolismo de los ácidos grasos, que es un importante combustible para la energía cardíaca.. La pérdida de la flexibilidad del interruptor de combustible podría interferir con el metabolismo de la energía cardíaca y potencialmente desarrollar complicaciones cardíacas, particularmente bajo diversas tensiones.. Nuestra investigación fue financiada por PAF para investigar el mecanismo patológico de la miocardiopatía asociada con la PA en 2019. En el año 1 del premio PAF, comenzamos a mapear la fuente metabólica de propionil-CoA en el corazón. Asombrosamente, los aminoácidos (isoleucina, threonine, methionine, valina) y las proteínas que se sabe que son sustratos de propionil-CoA tienen una contribución insignificante a la producción de propionil-CoA en el corazón. Sin embargo, Nuestros datos no excluyen la posibilidad de que estos aminoácidos contribuyan sustancialmente a la producción de propionil-CoA en otros órganos., como el hígado. El propionato circulante es una fuente importante de propionil-CoA cardíaco. También se ajusta a la observación de que el corazón prefiere los ácidos grasos, incluidos los ácidos grasos de cadena corta, como sustratos energéticos.. Más que 99% El propionato que se origina en el microbioma se elimina / metaboliza eficazmente en su primer paso a través del hígado en roedores sanos. Por lo tanto, El propionato circulante se mantiene a un nivel muy bajo después del hígado.. La deficiencia de PCC atenúa la capacidad hepática de eliminar el propionato y aumenta el nivel de propionato circulante., que exacerba la acumulación de propionil-CoA en el corazón. Nuestros resultados muestran el papel de "filtrado metabólico" del hígado en el mantenimiento del metabolismo energético cardíaco eficiente..

Para comprender el mecanismo patológico de la complicación cardíaca asociada con la AP, un modelo de complicación cardíaca mediada por PA es esencial. En el año 2 del premio PAF, Primero desarrollaremos y confirmaremos un modelo de ratón con complicación cardíaca antes del estudio del mecanismo patológico.. Con la colaboración del Dr.. Michael Barry, Caracterizaremos la función cardíaca y el fenotipo metabólico de Pcca.-/-(A138T) ratón que es un modelo animal PA creado por el Dr.. Michael Barry. Induceremos complicación cardíaca con Pcca-/-(A138T) ratones por dietas o estreses si es necesario. After that, Examinaremos cómo se altera el metabolismo de la energía cardíaca utilizando enfoques de flujo metabólico basado en isótopos estables y RNA-Seq. Además, Investigaremos más a fondo cómo la expansión de propionilcarnitina en el corazón podría agotar la acetilcarnitina cardíaca., tampón acetil-CoA, y afecta la demanda de energía aguda cardíaca. El objetivo a largo plazo de nuestra investigación es encontrar un objetivo terapéutico en el metabolismo cardíaco de la propionil-CoA para mitigar las complicaciones cardíacas asociadas con la AP..