PAF Awards $33,082.12 Bolsa de Pesquisa em 2019

PAF Awards $30,591 Subsídio de Continuação em 2020

Eva Richard, PhD, Universidad Autonoma de Madrid, Espanha

“Cardiomiócitos derivadas de células estaminais pluripotentes induzidas como um novo modelo para o desenvolvimento de terapia em acidemia propiónico”

A compreensão dos mecanismos celulares e moleculares que ocorrem em doenças genéticas é essencial para a investigação de novas estratégias para a sua prevenção e tratamento. Neste contexto, células estaminais pluripotentes induzidas (IPSC) oferecer oportunidades sem precedentes para modelar doenças humanas. Um dos poderes fundamentais da tecnologia iPSC reside na competência dessas células para ser direcionado para se tornar qualquer tipo de célula no corpo, permitindo assim que os investigadores para examinar os mecanismos da doença e identificar e testar novas terapias em tipos de células relevantes.

O principal objetivo deste projeto é focado na geração de cardiomiócitos iPSC derivados humanos (hiPSC-CMs) de acidemia propiónico (PA) pacientes como um novo modelo celular humano para o disease.In PA, sintomas cardíacos, nomeadamente a disfunção cardíaca e arritmias, foram reconhecidos como complicações tardias progressivas, resultando em uma das principais causas de mortalidade por doença. Usando hiPSC-CMs vamos estudar processos celulares, tais como a função mitocondrial e estresse oxidativo que foram reconhecidos como principais contribuintes para PA fisiopatologia. In addition, O nosso objectivo é o de revelar novos caminhos alterados usando técnicas de alto rendimento, tais como RNA-Seq e análise miARN. Também vamos examinar os potenciais efeitos benéficos de um antioxidante e um ativador de biogênese mitocondrial em cardiomiócitos PA. Os resultados que derivam deste projeto será relevante para a doença fornecendo informações sobre os processos biológicos afetados, e proporcionando, assim, ferramentas e modelos para a identificação de novos tratamentos adjuvantes para PA.

Atualização de abril 2020 – Eva Richard PhD

Graças à acidemia propiônica (PA) Fundação, desenvolvemos um novo modelo celular de PA baseado em células-tronco pluripotentes induzidas (IPSC) com o objetivo de definir novos patomecanismos de PA que poderiam ser potenciais alvos terapêuticos. Tradicionalmente, patofisiologia da doença tem sido estudados em linhas celulares imortalizadas ou humanos e em modelos animais. Unfortunately, células imortalizadas muitas vezes não respondem como células primárias e modelos animais não recapitulam exatamente os sintomas clínicos dos pacientes. So far, pacientes derivadas de fibroblastos têm sido utilizados principalmente como modelos celulares em PA, devido à sua disponibilidade e robustez, mas eles têm limitações importantes. A capacidade de reprogramar as células somáticas para iPSCs revolucionou o modo de modelar doenças humanas. Para estudar as doenças raras,
modelos de células-tronco portadores de mutações específicas do paciente tornaram-se altamente importante como todos os tipos de células podem ser diferenciadas das iPSCs.

Nós geramos e caracterizamos duas linhas iPSC de fibroblastos derivados de pacientes com defeitos nos genes PCCA e PCCB; e um controle isogênico no qual a mutação do paciente PCCB foi geneticamente corrigida usando a tecnologia CRISPR / Cas9. Essas linhas iPSC foram diferenciadas com sucesso em cardiomiócitos,
e sua presença foi facilmente estabelecida pela observação visual de regiões de contração espontânea e pela expressão de vários marcadores cardíacos. Cardiomiócitos derivados de PCCA iPSC exibiram consumo de oxigênio reduzido, um acúmulo de corpos residuais e gotículas de lipídios, e aumento da biogênese ribossomal. Além disso, encontramos níveis aumentados de proteína de HERP, GRP78, GRP75, SIG-1R e MFN2 sugerindo
estresse do retículo endoplasmático e perturbações do cálcio nessas células. Também analisamos uma série de miRNAs enriquecidos com coração previamente encontrados desregulados no tecido cardíaco de um modelo murino de PA e confirmamos sua expressão alterada.

O presente estudo representa o primeiro relato da caracterização de cardiomiócitos derivados de iPSCs gerados por pacientes com AP ́ reprogramação de fibroblastos. Nossos resultados fornecem evidências de que vários patomecanismos podem ter um papel relevante na disfunção cardíaca, uma complicação comum na doença de PA. Este novo modelo de PA celular oferece uma ferramenta poderosa para desvendar o mecanismo da doença e, potencialmente, para habilitar a droga
triagem / teste de drogas. Apesar da terapia melhorada nas últimas décadas, o resultado de pacientes com PA ainda é insatisfatório, destacando a necessidade de avaliar novas terapias destinadas a prevenir ou aliviar os sintomas clínicos. Pesquisas adicionais são necessárias para determinar a contribuição dos mecanismos identificados neste trabalho para o fenótipo cardíaco e como esse conhecimento pode ajudar a formular uma terapia mais personalizada
estratégias no futuro.

Agradecemos sinceramente à Fundação de Acidemia Propiônica por apoiar nossa investigação, o que resultou em uma experiência verdadeiramente motivadora para nós, sentindo que pertencemos à família de pesquisa PA. O financiamento que recebemos levou a avanços importantes na fisiopatologia de PA, e nosso objetivo é continuar esta pesquisa em um futuro próximo.

atualização de setembro 2019 – Eva Richard PhD

Existe uma necessidade clínica não satisfeita de desenvolver terapias eficazes para acidemia propiónico (PA). Avanços no tratamento de suporte com base na restrição dietética e suplementação carnitina permitiram os pacientes a viver para além do período neonatal. Contudo, o resultado global permanece fraca na maioria dos pacientes, que sofrem de inúmeras complicações relacionadas à progressão da doença, entre eles alterações cardíacas, uma das principais causas de morbidade e mortalidade PA. In our research, foi desenvolvido um novo modelo de celular da PA com base em células-tronco pluripotentes induzidas (IPSC) com o objectivo de definir novas vias moleculares envolvidos na fisiopatologia de PA que seria tratamento potencial direccionamento.

Tradicionalmente, patofisiologia da doença tem sido estudados em linhas celulares imortalizadas ou humanos e em modelos animais. Unfortunately, immortalizedcells muitas vezes não respondem como células primárias e modelos animais não exatamente recapitular os sintomas dos pacientes. So far, fibroblastos pacientes derivadas foram modelos celulares principalmente usedas em PAdue para theiravailability e robustez, mas eles têm limitações importantes.

A capacidade de reprogramar as células somáticas para iPSCs revolucionou o modo de modelar doenças humanas. Para estudar as doenças raras, modelos de células-tronco portadores de mutações específicas do paciente tornaram-se altamente importante como todos os tipos de células podem ser diferenciadas das iPSCs. Temos gerados e caracterizados duas linhas de IPSC a partir de fibroblastos de pacientes com defeitos derivadas em PCCA e PCCB genes. Estas linhas de IPSC podem ser diferenciadas em cardiomiócitos que imitam as características específicas para o tecido da doença. A presença de cardiomiócitos PA foi facilmente estabelecida por observação visual das regiões de contracção espontânea, e a expressão de vários marcadores cardíacos. Temos observado que os cardiomiócitos PCCA deficientes em apresentar um aumento nos produtos de degradação e em gotículas lipídicas, e exibem disfunção mitocondrial em comparação com células de controlo. Descobrimos ainda mais a infra-regulação de vários miRNAs em cardiomiócitos PCCA comparação para controlar os, e vários alvos miRNAs estão actualmente a ser analisados ​​a fim de investigar os mecanismos patológicos celulares subjacentes. Interestingly, temos realizado vários experimentos para analisar o efeito do ativador biogênese mitocondrial, composto MIN-102 (agonista de PPAR, derivado de pioglitazona) em cardiomiócitos.

Os resultados preliminares mostraram um aumento no consumo de oxigénio rateof células PCCA e controle. In our next steps, pretendemos completar a análise na linha de cardiomiócitos PCCA, caracterizar cardiomiócitos PCCB e para estudar a fundo o potencial terapêutico de MitoQ e MIN-102 compostos.

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

atualização de março 2020

“Cardiomiócitos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas como um novo modelo para o desenvolvimento de terapia em acidemia propiônica.”

Eva Richard, Associate Professor

Existe uma necessidade clínica não satisfeita de desenvolver terapias eficazes para acidemia propiónico (PA). Avanços no tratamento de suporte com base na restrição dietética e suplementação carnitina permitiram os pacientes a viver para além do período neonatal. Contudo, o resultado global permanece fraca na maioria dos pacientes, que sofrem de inúmeras complicações relacionadas à progressão da doença, entre eles alterações cardíacas, uma das principais causas de morbidade e mortalidade PA. In our research, foi desenvolvido um novo modelo de celular da PA com base em células-tronco pluripotentes induzidas (IPSC) com o objetivo de definir novas vias moleculares envolvidos na fisiopatologia da PA que poderiam ser alvos potenciais terapêuticos.

Tradicionalmente, patofisiologia da doença tem sido estudados em linhas celulares imortalizadas ou humanos e em modelos animais. Unfortunately, células imortalizadas muitas vezes não respondem como células primárias e modelos animais não exatamente os sintomas dos pacientes recapitular. So far, pacientes derivadas de fibroblastos têm sido utilizados principalmente como modelos celulares em PA, devido à sua disponibilidade e robustez, mas eles têm limitações importantes.

A capacidade de reprogramar as células somáticas para iPSCs revolucionou o modo de modelar doenças humanas. Para estudar as doenças raras, modelos de células-tronco portadores de mutações específicas do paciente tornaram-se altamente importante como todos os tipos de células podem ser diferenciadas das iPSCs. Temos gerados e caracterizados duas linhas de IPSC de fibroblastos de pacientes com defeitos derivadas do PCCA e PCCB genes. Estas linhas de IPSC podem ser diferenciadas em cardiomiócitos que imitam as características específicas para o tecido da doença. A presença de cardiomiócitos foi facilmente estabelecido por observação visual das regiões contracção espontânea, e a expressão de vários marcadores cardíacos. cardiomiócitos PCCA iPSC derivados exibiram uma alteração do processo autofagia com uma acumulação de organismos residuais e disfunção mitocondrial caracterizados por consumo de oxigénio reduzido e alteração de biogénese mitocondrial devido a uma desregulação de PPARGC1A. Também foi avaliada a expressão de miARNs enriquecido de coração previamente associados com a disfunção cardíaca e vários miARNs foram encontrados desregulada. Além disso, encontramos aumento níveis de proteína de Herp, Grp78, Grp75, sigma-1R e MFN2 de stress e de cálcio perturbações sugerindo ER nestas células.

Estamos planejando para analisar cardiomiócitos PCCB para comparar os resultados com PCCA e dados de controle. Estamos trabalhando para obter os cardiomiócitos maduros, a fim de realizar estudos de eletrofisiologia (correntes de K +) usando um método de patch-clamp de cula completa. Estamos interessados ​​no estudo dos cardiomiócitos assinatura comparando bioenergéticos específicos de tecidos derivados de controlo e iPSCs PA patients' por microarrays proteicos de fase inversa (RPPMA). O trabalho futuro inclui também testar o efeito do ativador biogênese mitocondrial, composto MIN-102 (agonista de PPAR, derivado de pioglitazona) e do direccionamento mitocondrial antioxidante MitoQ em cardiomiócitos PA.

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