PAF assegnato un $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. Dunque, 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. Inoltre, 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.

Intervista a Joel Pardo – Summer 2020

Puoi parlarmi di te e di come ti sei interessato alla scienza?

Sono sempre stato interessato alle scienze. Penso che alla fine ciò che mi ha spinto verso una carriera nella scienza sia stata la mia esperienza di ricerca presso l'Università della California, San Diego. Il tutoraggio che ho ricevuto dal dott. Joshua Bloomekatz mi ha aiutato a sviluppare la capacità di ragionare scientificamente e ad apprezzare le opportunità di crescita professionale. Da lui ho imparato come progettare esperimenti per rispondere a importanti domande scientifiche. Abbiamo avuto spesso lunghe discussioni sulla direzione del mio progetto. Mi ha aiutato a dare un senso alla raccolta di osservazioni provenienti da diverse fonti e ha coltivato il mio pensiero indipendente., Ho cominciato a vedere me stesso come un giorno che contribuisce al pensiero scientifico come medico-scienziato.

Durante la tua formazione presso NIH, hai lavorato a un progetto per trovare nuovi trattamenti usando il pesce zebra. Cosa hai trovato eccitante e stimolante nello studio del pesce zebra?

La maggior parte delle persone ha familiarità con i topi, che sono spesso usati nella scienza per trovare e testare nuovi farmaci. Lavorare con i topi richiede molto lavoro per avere abbastanza animali necessari per un esperimento. Pesce zebra, d'altro canto, può produrre centinaia di prole dopo un ciclo di riproduzione. Il pesce zebra depone le uova direttamente nell'acqua, il che rende anche più facile studiarli subito dopo la schiusa. Un po 'sorprendentemente,gli enzimi del pesce zebra che gestiscono l'acido propionico sono molto simili agli enzimi negli esseri umani. Queste due proprietà del pesce zebra lo rendono un modello interessante per studiare una malattia come l'acidemia propionica.

Una delle parti più impegnative della mia ricerca sul pesce zebra è stata la loro dimensione. La prole del pesce zebra è molto piccola, misura meno di un quarto di pollice. Ho dovuto passare molto tempo a guardare i pesci zebra al microscopio e imparare a spostarli senza ferirli. Questo può essere difficile in quanto questi piccoli animali sono fragili in questa giovane età.

Puoi parlarci del tuo progetto PA?

In precedenza nel mio lavoro, siamo riusciti a prendere il pesce zebra, che presentava mutazioni nei geni legati all'acidemia propionica. Avevo bisogno di capire cosa fa l'acidemia propionica al pesce zebra. Siamo stati in grado di dimostrare che l'acidemia propionica nel pesce zebra assomiglia molto alla malattia che vediamo nei pazienti. I pesci con acidemia propionica avevano scarso appetito, non è cresciuto bene, e aveva difficoltà a muoversi. Utilizzando strumenti genetici speciali, abbiamo quindi tentato di cambiare il modo in cui i pesci zebra elaboravano l'acido propionico e li aiutavano a sopravvivere più a lungo. I nostri risultati preliminari si stanno dimostrando promettenti, ma è ancora necessario altro lavoro.

Quali sono i tuoi piani dopo aver completato la tua formazione presso NIH?

Il programma NIH postbac è un premio di ricerca a tempo pieno per studenti che hanno recentemente completato una laurea e stanno valutando una carriera nel campo della scienza o della medicina. Ho avuto la fortuna di unirmi al dott. Il laboratorio di Charles Venditti 2 anni fa per lavorare al progetto zebrafish sotto il dott. Oleg Shchelochkov. Ho apprezzato molto la mia esperienza post-bac. Guardando indietro al passato 2 years, Sento il laboratorio, e in particolare il tutoraggio del dott. Shchelochkov, ha facilitato e alimentato la mia crescita come futuro medico-scienziato con radici nella ricerca sull'acidemia propionica. In 2019 Ho fatto domanda per programmi di MD / PhD in diverse università statunitensi. Dopo aver viaggiato in più di una mezza dozzina di stati e aver sostenuto colloqui in molte fantastiche università, Alla fine ho deciso il programma di formazione per medico-scienziato presso l'Università del Minnesota. Mentre pianifico la mia transizione al programma, Attualmente sto cercando cappotti invernali.