Contributo PAF: “Nuovo paradigma per alleviare le conseguenze cardiache dell'acidemia propionica: deviando il propionato in eccesso verso il deposito di beta-alanina del cuore "
Periodo di concessione: June 1, 2023 Poter 31, 2024
PI: Pawel Swietach
Rapporto sullo stato di avanzamento
Gul Simsek spiega a Pawel Swietach come viene studiato il cuore di un topo utilizzando un sistema chiamato perfusione di Langendorff. Questo sistema ci consente di controllare la somministrazione dei farmaci direttamente al cuore pulsante per esperimenti migliori.
Grazie per aver sostenuto la nostra ricerca attraverso a $50,000 sovvenzione per sostenere il tempo del personale, materiali di consumo, e costi degli animali.
Il progetto aveva tre obiettivi:
Scopo 1: Tracciare l'incorporazione di substrati propiogenici marcati con 13C (io) nel pool di beta-alanina, (ii) come metaboliti canonici del propionato, e (iii) come proteine propionilate nei topi PA maschi e femmine, e mettere in relazione questi flussi di carbonio con letture genetiche rilevanti per l’AP;
Scopo 2: Mettere in relazione i livelli plasmatici di beta-alanina con la dimensione del pool di beta-alanina cardiaca nei topi, e utilizzare queste informazioni per valutare il valore prognostico delle misurazioni della beta-alanina nel siero dei pazienti PA;
Scopo 3: Testare interventi che stimolano l'incorporazione del propionato nel pool di beta-alanina nei miociti in coltura e valutarne l'efficacia per alleviare la patologia PA utilizzando letture cellulari rilevanti per la malattia.
Siamo lieti di segnalare progressi in tutte le aree. Come nel caso dei programmi di ricerca a lungo termine, alcuni lavori sono in corso ma abbiamo un programma per il completamento.
Lavora sotto scopo 1, e alcuni aspetti di Aim 2 e 3 sono stati pubblicati in una pubblicazione di alto profilo:
"Il metabolismo interrotto del propionato evoca cambiamenti trascrizionali nel cuore aumentando l'acetilazione e la propionilazione degli istoni"
Nat Cardiovasc Res. 2023 Dec;2(12):1221-1245
Questa pubblicazione ha suscitato una notevole attenzione da parte del settore e ha attirato un editoriale della rivista. I will be presenting the results at an epigenetics conference in Oxford in September. One of the deliverables is that beta-alanine can improve processing of propionyl-CoA and confer a degree of protection. Il link al documento è disponibile qui:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38500966/
Come sapete, abbiamo cercato possibili collaborazioni industriali per perfezionare le diete PA, sfruttando le nostre prove per un effetto benefico della beta-alanina. Nonostante i nostri sforzi, supportato da te, nessuno dei fornitori PA, compreso Nutricia/Danone, erano disposti a impegnarsi con noi. Abbiamo quindi intrapreso una sperimentazione sugli animali nel nostro laboratorio per verificare la sicurezza e l'efficacia della beta-alanina.
Questo lavoro completa Aim 3 ed è in corso. Abbiamo ottenuto e assicurato la dieta, e hanno sottoposto gli animali a una dieta di 5 settimane, dopo lo svezzamento. La sfida è che è necessario un numero minimo di topi knockout per poterli inserire in una gabbia con una dieta modificata. Some litters do not yield enough mice, ecco perché questi esperimenti sono difficili da pianificare e lenti da eseguire. La tabella seguente riassume i nostri progressi:
| Animal group | Campioni
required |
Campioni
ottenuto |
Stimato
tempo di completamento |
| Control diet | 8 | 8 | Completare |
| Diet enriched in beta-alanine | 8 | 4 | Novembre 2024 |
| Dieta arricchita in carnosina, a beta-alanine derivative | 8 | 4 | Novembre 2024 |
Siamo lieti di segnalarlo finora, le diete sono sicure, in quanto non riducono la crescita dei topi. Una volta preparati i campioni, saremo in grado di valutare i loro risultati sul metabolismo e sull'epigenetica.
Inoltre per Aim 2, stiamo preparando un test plasmatico per la beta-alanina. Ora è pronto ma è in attesa di campioni di plasma per i test. Stiamo raccogliendo campioni per una sequenza temporale di misurazioni. Il nostro piano è quello di raccogliere campioni accoppiati di cuore e plasma, e quindi elaborarli per misurazioni delle modifiche della beta-alanina e degli istoni. La sequenza temporale dei campioni è la seguente:
| Age | Wild-type
femmina |
Wild-type
maschio |
PA female |
PA male |
| 4 week old | 0 fuori da 4 | 0 fuori da 4 | 4 fuori da 4 | 3 fuori da 4 |
| 8 week old | 0 fuori da 4 | 0 fuori da 4 | 2 fuori da 4 | 4 fuori da 4 |
| 12 week old | 0 fuori da 4 | 0 fuori da 4 | 4 fuori da 4 | 4 fuori da 4 |
La raccolta di campioni da topi selvatici sarà più facile da completare grazie alla riproduzione più semplice, e prevediamo che questo sarà completato entro la fine di agosto 2024. Questo lavoro è supportato da due lavoratori post-dottorato, Eleanor Gill e Gul Simsek che mirano a completare questo lavoro entro gennaio 2025.
Ora abbiamo un divario tra la sovvenzione completata (terminato maggio 2024) e quello successivo. Potremo sostenere la ricerca in questo periodo da altre fonti. Una volta preparati i campioni, li invieremo per l'elaborazione a Sophie Trefely e Steve Krywawych, i nostri collaboratori.
Come parte del progetto, abbiamo anche collaborato con una società di consegna di farmaci chiamata EVOX per cercare modi per colpire il cuore. Questo lavoro ha trovato un nuovo modo per gli esosomi, piccoli veicoli per le consegne, per raggiungere selettivamente il cuore. Stiamo scrivendo questo articolo per la pubblicazione e speriamo che questo possa aiutare a indirizzare le terapie specificamente al cuore.
Grazie per il vostro supporto generoso,
Pawel Swietach