Prêmios da Fundação de Acidemia Propiônica $50,000 Concessão de Continuação para Guo-Fang Zhang na Duke University

Prêmios da Fundação de Acidemia Propiônica $50,000 Concessão de Continuação

Propionil-CoA e propionilcarnitina mediam complicações cardíacas em pacientes com acidemia propiônica
Guo-Fang Zhang, PhD
Duke University, Durham NC, USA
Termo de concessão: 4/1/2023-3/31/2024
A doença cardíaca tem alta prevalência entre os pacientes com acidemia propiônica (PA). O mecanismo patológico permanece amplamente desconhecido, particularmente devido à natureza do desenvolvimento crônico. É um desafio prever o desenvolvimento de doenças cardíacas em pacientes com PA simplesmente pelas mutações do PCC, propionyl-CoA carboxylase (PCC) atividade enzimática ou alterações metabólicas agudas no plasma ou na urina porque não há forte correlação entre o fenótipo cardíaco (gravidade da doença) e genótipo, descompensações metabólicas ou atividade enzimática residual foram observadas nos casos clínicos.
Ácidos graxos com vários comprimentos de cadeia são os principais combustíveis para o coração. Nossos dados anteriores demonstraram que o propionato, em vez dos aminoácidos, é a principal fonte de propionil-CoA cardíaco. In addition, a deficiência de PCC reduz a eliminação hepática de propionato derivado do microbioma e promove a síntese de ácidos graxos de cadeia ímpar, ambos impõem estresse metabólico ao coração. O acúmulo de propionil-CoA derivado do propionato e ácidos graxos de cadeia ímpar pode interromper o metabolismo energético cardíaco. O menor
ATP inibe ainda mais a carboxilação de propionil-CoA, de acordo com nosso recente estudo de isquemia. O metabolismo energético prejudicado e o acúmulo de propionil-CoA formam um círculo vicioso.
Com um subsídio de terceiro ano do PAF, vamos colaborar com os Drs. Eva Richard Rodríguez e Lourdes R. Desviat da Universidade Autónoma de Madrid sobre como o metabolismo energético na PCCA- or PCCB- iPSC-cardiomiócitos derivados de pacientes humanos são alterados por análise de isótopos estáveis, particularmente sob o estresse de propionato e ácidos graxos de cadeia ímpar. Outro objetivo é melhorar o metabolismo da energia cardíaca, visando o metabolismo do propionato e dos ácidos graxos de cadeia ímpar.

Histórias de família – JORNADA DE MUHAMMAD WASIQ

JORNADA DE MUHAMMAD WASIQ

(DoB: 17 May, 2019) – Islamabad, Paquistão

Desordem Metabólica - Acidemia Propiônica

Muhammad Wasiq nasceu em 17 Maio de 2019 na capital do Paquistão em uma família economicamente forte. Após alguns dias iniciais de atendimento em um dos hospitais privados mais equipados do Paquistão, ele começou a crescer bem sem nenhuma complicação. Wasiq estava ativo, uma criança feliz e saudável e seus pais usaram todas as melhores práticas parentais aprendidas com seus dois irmãos mais velhos, criados especialmente na dieta. Wasiq era mais ativo do que qualquer outra criança aos sete meses de idade.

No sétimo mês, Wasiq teve febre alta por oito dias contínuos, após os quais sua saúde começou a piorar. Naqueles meses, ele também tinha constipação leve em intervalos aleatórios. Dias chegaram em que sua prisão de ventre e vômitos se prolongaram por um período de oito dias. Testes médicos verificados Acidemia propiônica (PA) at 12º Mês. Esses testes são feitos no Paquistão em apenas um hospital na cidade de Karachi. After that, cada dia acabou sendo um desafio para a família.

O Paquistão é um país onde testes médicos genéticos pré-casamentos são desencorajados. O orçamento da saúde não é suficiente para atender às necessidades nacionais. As instalações médicas privadas têm preferência sobre os serviços governamentais. Instalações de triagem e exames médicos de nascimento não estão disponíveis no país. As a result, existem vários problemas médicos espalhados no país. COVID-19 teve um impacto devastador nas condições médicas e econômicas do país com bloqueios completos e a situação se deteriorou ainda mais.

Quando Wasiq foi diagnosticado com PA, fomos informados sobre os danos já causados ​​no cérebro pela ingestão de proteínas. Ele não podia sentar, falava e tinha movimento corporal ondulado. Precisávamos de aconselhamento médico, mas devido ao fato de que os casos de PA são muito raros no Paquistão, tivemos dificuldade em buscar conselhos médicos, apesar de chegarmos aos melhores hospitais do país. Até um dia, encontramos um médico que é o único especialista em distúrbios metabólicos no país. Depois de alguns conselhos por meio de reuniões virtuais, viajamos para Karachi para encontrá-la cara a cara. O médico ajustou nossa dieta com medicamentos para controlar o nível de amônia. Controlamos a dieta dele e demos remédios. Em breve nesta fase, Wasiq começou a apresentar erupções no rosto e nas costas, o que era uma indicação clara de deficiência de proteína. O problema era que estávamos seguindo e implementando o plano aconselhado pelo médico, mas lutamos para alcançar o equilíbrio nutricional da dieta e precisávamos de mais conselhos.

Em extensa pesquisa para resolver este problema, conversamos com um nutricionista que estava ansioso para se conectar e tinha interesse em sondas metabólicas. Compartilhamos o plano de dieta e o pacote de medicamentos com o nutricionista que reajustou todo o pacote e começamos a ver melhora na condição infantil. Wasiq estava muito estável agora e agora veio a fase de reabilitação, avaliando suas funções corporais completas. Ênfase focada em fisioterapia, terapia ocupacional e fonoaudiológica com confirmação adicional de perda auditiva. Ele agora pode sentar-se com apoio e mover os pés com apoio se for colocado em pé, no entanto, o desequilíbrio da coluna vertebral e os movimentos bruscos não ajudam muito a estabilizá-lo.

O desafio atual é encontrar alimentos e medicamentos que muitas vezes não estão disponíveis na cidade. Searching, traçando, pedido e entrega de outra cidade leva tempo e recursos. Como sabemos, a criança PA segue a linha da dieta vegana, mas também precisa de nutrientes para trazer equilíbrio à dieta, fórmulas substitutas são difíceis de encontrar. Há apenas um importador no país e porque os dados dessas crianças não estão disponíveis, necessidade & equilíbrio de abastecimento está sempre fora. Consequentemente, todo dia é um desafio.

Há muito a ser feito por essas crianças. Famílias de distúrbios metabólicos agora se conectaram por meio da mídia social para ajudar uns aos outros e estender a ajuda para atender às necessidades diárias. País como o Paquistão, onde a infraestrutura não é forte, a ajuda vem por meio do apoio social de comunidades interconectadas por meio de iniciativas de bem-estar. Crianças como Wasiq estão estendendo ajuda a outras crianças carentes semanalmente, compartilhando alimentos e apoiando financeiramente. A questão é abordada coletivamente pelos pais às autoridades governamentais e divulgada na mídia local. Ação substancial é aguardada. Cada dia passa com a esperança de que as vozes sejam ouvidas em breve para obter um apoio consistente.

Escrito em 2WL May, 2021 pelo pai Saqib Javed, Paquistão

Destaque do dia das doenças raras

 

DIA DA DOENÇA RARA 2021 HOLOFOTE

Gostaria de agradecer a dois seres humanos incríveis que ajudaram Vivienne em sua jornada com a acidemia propiônica. First, Eu gostaria de agradecer a Sra.. mescla, quem é Nutricionista / Dietista de Vivienne. Desde que ela assumiu o caso de Vivienne, A saúde de Vivi melhorou. Ela fez uma grande diferença na vida de Vivienne! Agora, Eu sei por que tantos pais enfatizaram a importância de um ótimo nutricionista! Ms. Heather tem sido muito carinhosa, muito atencioso,um grande ouvinte e muito comprometido com o caso da Vivi!

Segundo, Gostaria de agradecer ao Dr.. padeiro! Dr.. Baker foi um geneticista extraordinário! Sua dedicação e cuidado incrível ajudaram Vivi a ficar longe de muitas hospitalizações. Eu me sinto tão abençoado por ter tanto o Dr.. Baker e a Sra. Heather como equipe de cuidados de Vivienne. Ambos ganharam minha confiança. Dr.. Baker e Heather realmente fizeram a diferença na vida de Vivienne!

Obrigado da Família Lopez!

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Nalani teve a sorte de ter algumas pessoas incríveis em sua vida, ajudando-a ao longo de sua jornada. Ela participa de um grupo social semanal na Coeur Academy em Missouri há cerca de 6 years now. Eles ficam juntos, falar sobre a semana deles, planejar atividades e jogar jogos. Eles cozinham um “Festa de ação de graças” e trocar presentes no natal. Eles vão às compras e saem para comer juntos. Ela é a única garota e diz a todos que ela conhece que ela tem 4 namorados. Nalani é extremamente social e este programa deu a ela um grupo de verdadeiros amigos. Eu sou muito grato a eles. Eu não sei o que ela faria sem Ann, Sarah e seus namorados em grupo social! – Angela (foto de Nalani e seu professor)

 

PAF Awards $49,953 Nova Bolsa de Pesquisa – Natal

PAF Awards $49,953 Nova Bolsa de Pesquisa em 2021

PI: Pawel Swietach, Professor de fisiologia, Departamento de Fisiologia, Anatomia & Genetics, Universidade de Oxford, Inglaterra

“Propionilação de proteína aberrante e marcas distintas de histonas na acidemia propiônica: novos mecanismos de doença e fatores de risco para doença cardíaca ”

O desafio colocado em nossos corações – contrair e relaxar em uma sequência correta e com força adequada – é formidável. A solução biológica elegante para este problema mecânico é um órgão que bombeia milhões de litros de sangue para sustentar a vida por muitas décadas. Contudo, a qualidade e a duração da vida de uma pessoa estão fortemente ligadas à saúde cardíaca. Graças aos avanços científicos, melhores tratamentos estão agora disponíveis para doenças cardíacas, permitindo que os pacientes vivam mais e mais felizes. Nosso objetivo no British Heart Foundation Center of Research Excellence da Universidade de Oxford é garantir que o progresso científico aborde um amplo espectro de distúrbios, independentemente de sua incidência.

Problemas cardíacos são comuns na acidemia propiônica (PA). Infelizmente, cardiomiopatia dilatada e síndrome do QT longo são frequentemente a causa de morte na infância. Para tratar e prevenir estes problemas cardíacos, devemos primeiro entender os mecanismos subjacentes. Uma vez que esses processos são descritos, nosso objetivo é identificar alvos para drogas ou intervenções. Acreditamos que essa ambição é alcançável graças à riqueza de conhecimentos sobre o coração e ao vasto repertório de medicamentos aprovados para terapia em diversas outras doenças cardíacas. Muitos desses medicamentos podem ser “reaproveitados” para distúrbios associados à AF, dando esperança a muitas famílias para um tratamento oportuno.

Para este projeto financiado pelo PAF, reunimos um consórcio de cientistas que estão ansiosos para dedicar seus conhecimentos ao estudo de CF. A experiência do meu laboratório é em fisiologia celular cardíaca no contexto de distúrbios ácido-base. Temos a companhia de Tom Milne, professor associado de epigenética em Oxford, Holger Kramer, um especialista em proteômica, e Steve Krywawych, bioquímico principal do Great Ormond Street Hospital em Londres. Os recursos e instalações disponibilizados para este projeto incluem um modelo de mouse de PA, cortesia de Michael Barry e Lourdes Desviat, métodos para caracterizar a função cardíaca a partir da célula ao nível do órgão, bem como medições de alterações no nível de proteína e gene. Esta abordagem interdisciplinar, mas focada, nos permite identificar potenciais alvos para o tratamento da AP. Indeed, nossas descobertas preliminares apontam para uma dessas enzimas, e o objetivo deste projeto é testar e validar nossa hipótese.

PA está associado a grandes mudanças metabólicas, e muitas dessas substâncias não são meramente intermediárias em uma cadeia de eventos, mas pode ter fortes ações biológicas que nem sempre são intuitivas para prever. Nosso projeto investigará como o acúmulo de propionato afeta os genes cardíacos por meio de uma reação química que causa andaimes de DNA (chamadas histonas) para “abrir” genes que normalmente não deveriam ser expressos em um coração saudável. Muitos genes serão afetados por este, mas alguns estão mais intimamente ligados ao distúrbio cardíaco. Depois de identificar esses genes principais, vamos testar até que ponto o bloqueio deles pode ser curativo. Em paralelo, vamos investigar se o propionato também pode reagir com outros alvos na célula, como proteínas que sustentam a contração. Indeed, nosso trabalho sugere que um caminho promissor para a pesquisa está relacionado ao chamado acoplamento excitação-contração, um processo que converte eletricidade cardíaca em uma resposta mecânica.

Estamos entusiasmados por fazer parte da família de pesquisa PA e desejamos aproveitar esta oportunidade para convidar os pacientes, carreiras, e apoiadores ao nosso laboratório para uma visita.


Atualizar 8/2022 – Relatório final

PROPIONILAÇÃO DE PROTEÍNA ABERRANTE E MARCAS DE HISTONAS DISTINTAS NA ACIDEMIA PROPIÔNICA: NOVOS MECANISMOS DE DOENÇA E FATORES DE RISCO PARA

DOENÇA CARDÍACA
Relatório Final – Agosto 2022
PI: Pawel Swietach (Universidade de Oxford)

Relatório não confidencial para divulgação

Pacientes afetados por acidemia propiônica (PA) apresentar distúrbios nos níveis de metabólitos, notavelmente propionato. Este pequeno (três carbonos) molécula é normalmente produzida
da quebra de substâncias na dieta, como aminoácidos de cadeia ramificada e ácidos graxos ímpares. na PA, contudo, genes responsáveis ​​pelo processamento de propionato são
inativado por mutações herdadas. Uma visão de longa data postula que o meio bioquímico resultante é responsável pela disfunção de múltiplos órgãos afetados na AP.
Compreender como o coração é afetado na AP é particularmente importante, porque muitas mortes na infância foram associadas a doenças cardíacas. Contudo, o mecanismo preciso
vincular o distúrbio metabólico com doença cardíaca na AP não é clara. Sem esta informação detalhada, é difícil propor novas curas e melhorar o manejo da doença antes
terapias genéticas viáveis ​​estão disponíveis. Moreover, o conhecimento dos mecanismos moleculares tem um impacto mais amplo na saúde cardíaca, porque elevações de propionato também foram
descrito em outras doenças, como diabete.

O objetivo do nosso projeto PAF foi investigar como os distúrbios metabólicos no PA afetam as proteínas através das chamadas modificações pós-traducionais, i.e. "edição" química
que podem afetar suas funções. Usando um modelo de mouse de PA, mostramos que as histonas, o andaime de proteína do DNA, sofrer dois tipos de modificações no coração: propionilação e acetilação. Em seguida, demonstramos como essas ações afetam a expressão de genes no coração. Surpreendentemente, descobrimos que vários genes, previamente implicado em doenças cardíacas, tornar-se aberrantemente ativado em PA, e especulamos que atenuar essa resposta genética dirigida por PA pode aliviar as alterações patológicas experimentadas pelos pacientes. Através de nossas observações do modelo do mouse de PA, identificamos uma nova via bioquímica que oferece um meio alternativo de processar o excesso de propionato no coração. A ativação dessa via foi associada a uma apresentação menos grave da doença em camundongos. Nossa hipótese é que essa via poderia ser explorada terapeuticamente em pacientes com PA, e nossos objetivos imediatos para o futuro são identificar a melhor abordagem para explorar esse reservatório protetor de propionato no coração.

Resumindo, o projeto PAF tem (eu) forneceu novos insights mecanísticos sobre como o propionato afeta o coração usando métodos de ponta em metabolômica, transcriptômica,
biologia da cromatina, e fisiologia, e (ii) revelou novos caminhos para o processamento de propionato que contornam as enzimas mutantes em pacientes com PA.

 

PAF Grant Maclean

PAF Awards $50,000 Nova Bolsa de Pesquisa

Ken Maclean, PhD, Universidade do Colorado em Denver

“Tratamento químico da chaperona para restaurar a atividade enzimática nas mutações dobráveis ​​da propionil-Co-A carboxilase: Rumo a uma estratégia terapêutica personalizada na acidemia propiônica (PA)" - No verão 2020, PAF premiado com um $50,000 conceder.”

Acidemia propiônico (PA) é uma doença grave com risco de vida para a qual atualmente não existe tratamento verdadeiramente eficaz. A doença é causada por mutação em um dos dois genes que codificam a enzima propionil-CoA carboxilase (PCC). Esta enzima é composta de duas proteínas diferentes que se dobram em uma estrutura complexa com seis de cada uma dessas duas moléculas. Essa é uma estrutura muito incomum e complexa para uma enzima metabólica e trabalhos recentes em nosso laboratório descobriram que várias mutações específicas que causam PA causam problemas por interferir no processo de dobramento e / ou montagem de proteínas que leva a uma enzima não funcional e assim a doença. Nas células, proteínas com padrões complicados de dobragem são frequentemente auxiliadas na sua dobragem por outras proteínas chamadas chaperones. Observamos que várias formas mutantes de PCC podem ser restauradas à atividade normal se forem ajudadas a dobrar corretamente usando essas proteínas chaperonas. Em nosso estudo, examinaremos uma série de produtos químicos que também podem funcionar como acompanhantes e ajudar no dobramento de proteínas, com vistas a restaurar a atividade total em formas mutantes de PCC. Este trabalho ocorrerá inicialmente em um sistema de expressão bacteriana de PCC para identificar compostos promissores e, em seguida, dependendo do progresso, avançar para o tratamento de células derivadas de pacientes humanos com PCC. Esses estudos têm o potencial de servir como um primeiro passo inicial no desenho racional de uma estratégia de medicina personalizada para pacientes com mutações específicas que causam AF.

Resumo da pesquisa do PAF Elango

PAF Awards $44,253 Nova Bolsa de Pesquisa

Rajavel Elango, PhD, Universidade da Colúmbia Britânica

“Otimizando aminoácidos em alimentos médicos para gerenciar a acidemia propiônica ”

Acidemia propiônico (PA) é causada principalmente por um defeito enzimático, propionyl-CoA carboxylase (PCC), na via catabólica da valina, isoleucina e outros precursores propiogênicos. O manejo dietético da AF depende principalmente da restrição de proteínas dos alimentos para reduzir o suprimento de aminoácidos propiogênicos, e o uso de alimentos médicos especiais. Estes alimentos medicinais contêm todos os aminoácidos e nutrientes essenciais, mas nenhum composto propiogênico. Recentemente, preocupações foram levantadas sobre seu uso, devido ao conteúdo desequilibrado dos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) – leucina alta, a mínima ou nenhuma valina e isoleucina. A mistura desequilibrada de BCAA afeta negativamente as concentrações plasmáticas de valina e isoleucina, e foi proposto para afetar o crescimento em pacientes pediátricos PA.

Em um estudo retrospectivo em andamento de história natural (n = 4), pacientes com AF tratados em nosso centro desde o nascimento (ou diagnóstico) envelhecer 18 anos, observamos que maior ingestão de alimentos medicinais (em comparação com a proteína intacta) resulta em menores escores Z de ht para idade. Com base nesses dados piloto, propomos que haja uma necessidade imediata de determinar a quantidade ideal de leucina para estar presente nos alimentos médicos.

Therefore, Os objetivos específicos do presente estudo são::

  1. Estudos de isótopos estáveis
    1. Determinar a proporção ideal entre BCAA em crianças usando o método estável de aminoácidos indicadores baseados em isótopos para otimizar a síntese de proteínas em uma abordagem de Prova de Princípio.
    2. Teste a proporção entre BCAA usando o mesmo método estável baseado em isótopos em nossa coorte de pacientes com AF para determinar o impacto na síntese de proteínas, e metabolito plasmático.
  2. Determinar o impacto do uso de recursos naturais (intacto) vs formula (comida medicinal) proteína em antropometria, resultados bioquímicos e clínicos por meio de um estudo retrospectivo de história natural de pacientes com AF atendidos no Hospital Infantil BC.

As recentes diretrizes alimentares para AF estão desencorajando a dependência de alimentos medicinais como única fonte alimentar. No entanto, a maioria dos indivíduos com AF está em risco de desnutrição e depende desses alimentos médicos como uma fonte facilmente tolerável de energia e proteína.. portanto, é necessário determinar a proporção ideal de BCAA em alimentos médicos para PA para otimizar a síntese de proteínas, promover anabolismo, crescimento e prevenir o acúmulo de metabólitos tóxicos.

Nosso laboratório, equipado com o uso de novos rastreadores isotópicos estáveis ​​para examinar o metabolismo de proteínas e aminoácidos, é ideal para abordar a questão da proporção ideal de BCAA a ser usada no manejo dietético da AF e impactar potencialmente os resultados de saúde.

 

As Diretrizes Nutricionais de Acidemia Propiônica já foram publicadas

Ótimas notícias - As “Diretrizes nutricionais para acidemia propiônica” já estão publicadas!

O Comitê de Diretrizes de Nutrição tem o prazer de anunciar que o Grupo de Trabalho de Acidemia Orgânica publicou o “Propionic Acidemia (PROP) Nutrition Guidelines ”em fevereiro, 2019 emissão de Genética Molecular e Metabolismo. O artigo está disponível e pode ser baixado gratuitamente em https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2019.02.007.

Publicação das Diretrizes Nutricionais do PROP/PA em Genética Molecular e Metabolismo traz as evidências mais recentes- e recomendações de manejo nutricional baseadas em consenso à atenção dos médicos, researchers, formuladores de políticas, seguradoras, e pacientes.

O novo As Diretrizes de Manejo Nutricional para PROP/PA fornecem:

  • Novas direções, incluindo:
    • Uma maior ênfase nas necessidades nutricionais, como a ingestão de nutrientes, intervenções nutricionais, suplementação, etc.
    • Menos ênfase na gestão médica que foi abordada em publicações anteriores;
    • Tópicos adicionais, como monitoramento para garantir a adequação nutricional, problemas nutricionais na gravidez e lactação, manejo nutricional para complicações secundárias, como pancreatite, e por fim uma seção abordando o transplante hepático e o manejo nutricional antes, during, e depois do procedimento.

 

Duas peças voltadas para o consumidor, Frequently Asked Questions and a Resumo do consumidor, fornecer aos pacientes e familiares informações para usar ao interagir com seus provedores. O resumo destaca as principais recomendações e sugere perguntas que os pacientes e familiares podem querer discutir com a equipe metabólica.

  • Quando pacientes e profissionais de saúde (profissionais de saúde) tem a mesma informação, eles podem trabalhar juntos como uma equipe para identificar o tratamento que é melhor para a situação do paciente.
  • Você pode acessar essas peças no Genetic Metabolic Dietitians International (GM) ou sites da Rede de Genética do Sudeste localizados em http://www.Southeastgeneticsnetwork.org/ngp e http://www.GMDI.org
  • As novas diretrizes devem levar a uma maior consistência de atendimento entre os centros.
    • Existem vários recursos importantes incluídos nas diretrizes, incluindo ingestão recomendada de nutrientes, horários de monitoramento, e tabelas de intervenções nutricionais.
    • Um site que fornece todos os recursos e referências usados ​​para desenvolver as diretrizes está disponível para que os médicos de saúde e outros possam obter prontamente as informações básicas relacionadas às diretrizes nos sites listados acima.
    • O método de desenvolvimento de diretrizes utilizou evidências de pesquisas publicadas, literatura médica baseada na prática e processos de consenso de especialistas.

Propiônico Acidemia Research Foundation Grant – Richard

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.

 

 

 

Propiônico Acidemia Research Foundation Grant Guofang Zhang

PAF Awards $48,500 Research Grant

Guofang Zhang, PhD, Duke University

“Propionil-CoA e propionilcarnitina mediar complicações cardíacas em pacientes com acidemia propiónico”

A produção de energia é o metabolismo cardíaco central para trabalho mecânico contínuo. Um coração humano adulto médio consome ~ 6 ATP kg / dia. armazenamento de ATP no coração é apenas suficiente para sustentar o batimento cardíaco durante alguns segundos. Um metabolismo energético cardíaco firmemente acoplada a partir de vários substratos é crítica para a produção de ATP suficiente exigida pela função normal do coração.

Uma molécula de ácido palmítico (ácido graxo) gera muito mais ATP do que uma molécula de glicose faz depois seus ácidos metabolism.Fatty completas contribuir ~ 70-90% da produção de energia cardíaca em condição normal. Contudo, coração ainda mantém uma elevada flexibilidade de troca de combustível em resposta a vários substratos disponíveis. Acetil-CoA é o primeiro metabolito convergente derivados dos diversos substratos de combustível através de vias diferentes e entra no ciclo do ácido tricarboxilico (TCAC) para produção de energia. Therefore, o nível de acetil-CoA ou a proporção de acetil-CoA / CoA firmemente controla os fluxos metabólicos de dois combustíveis principais, isto é, glucose e ácido gordo, no coração. nível CoA acetil-CoA ou também é afinado pelo acetiltransferase carnitina (CRATERA) que catalisa a interconversão reversível entre o nível de acil-CoA e acylcarnitines.Acetylcarnitine de cadeia curta é de ~ 10-100 vezes maior do que a de acetil-CoA no coração e é visto como o tampão de acetil-CoA. CRAT é altamente expresso em órgãos de alta energia exigentes, incluindo coração e medeia ácidos graxos e metabolismo da glicose, possivelmente, por interconversão de forma dinâmica acetil-CoA e acetilcarnitina em cada deficiência other.The de CRAT foi mostrado para alterar a seleção de combustível cardíaca.

Acidemia propiônico (PA) é frequentemente associada a complicações cardíacas. Contudo, o mecanismo patológico permanece desconhecido. Nós demonstramos que o propionato de alta exógeno conduziu à acumulação propionil-CoA e interruptor de combustível cardíaca a partir de ácido gordo de glicose nos corações de ratos normais perfundidos (Sou. J Physiol. Endocrinol. Metab., 2018.315:E622-E633). A deficiência da carboxilase de propionil-CoA em PA também induz a acumulação de propionil-CoA. Próximo, vamos tentar entender se e como a elevada propionil-CoA na PCCA-/- heart (colaboração com o Dr.. Michael Barry)poderia interromper o metabolismo energético cardíaco investigando a flexibilidade de troca de combustível, Crat metabolismo mediado, e capacidade tampão da acetilcarnitina usando análise de fluxo metabólico à base de isótopos estáveis (J. Biol. Chem., 2015,290:8121-32). Esperamos que o resultado deste projecto irá fornecer recomendação terapêutica significativa para os pacientes com PA, especialmente com a complicação cardíaca.

Liver Transplantation Part 2

Liver Transplantation

Part 2: Outcomes Following Liver Transplantation in Children with PA and MMA

James Squires, MD, MS

Dr.. Squires is a liver disease specialist at UPMC Children’s Hospital of Pittsburgh and an assistant professor of pediatrics at the University of Pittsburgh School of Medicine.

Jodie M. Vento, MGC, LCGC

Jodie Vento is a genetic counselor and manager of the Center for Rare Disease Therapy at UPMC Children’s Hospital of Pittsburgh.

Part 1 of this article, published in the Spring 2018 issue, provided answers to questions that families may have about what to expect from a liver transplant for a child with Propionic Acidemia (PA). Here, in Part 2, the authors summarize and explain the findings of a recent study of outcomes in children with PA and methylmalonic acidemia (MMA) who received liver transplants at UPMC Children’s Hospital of Pittsburgh.

Why did you do this study?

Before we get to why we did this study, please allow us to back up a bit and briefly discuss the history of liver transplantation for PA and MMA, which was first proposed in the early 1990s. Because the enzyme deficiencies that cause PA and MMA exist throughout the body, not just in the liver, liver transplantation was never expected to be a cure for these diseases. The thinking was that by providing enough functional enzyme to minimize, if not eliminate, metabolic crises­––the most severe complications of PA and MMA for affected children, as well as one of the most frightening features of these diseases for families––a liver transplant could enhance stability and improve quality of life for affected children.

In recent years, policies on the allocation of donor livers in the United States have changed to give priority to patients with PA and MMA because of their risk of sudden, life-threatening metabolic crises. As a result, children with these disorders can now be listed for a liver transplant based on their diagnosis alone rather than on disease complications or severity.

A recent study, based on statistical analysis,found that liver transplantation for PA and MMA may increase both the length and quality of patients’ lives and decrease health care costs over a patient’s lifetime. Contudo, because PA and MMA are rare disorders, it has been difficult to gather a strong body of evidence showing how well patients fare after undergoing a liver transplant.

The Pediatric Liver Transplant Program at UPMC Children’s Hospital of Pittsburgh was established in 1981 by world-renowned transplant surgeon Thomas E. Starzl, MD, PhD. Our Director of Pediatric Transplantation, George Mazariegos, MD, FACS, pioneered liver transplantation for children with metabolic diseases in 2004. Since then, UPMC Children’s has performed more than 330 liver transplants for children with metabolic diseases, more than any other transplant center. We’ve also performed more liver transplants in children than any other center in the United States and more living-donor transplants than any other pediatric center in the country. Our one-year survival rate for pediatric liver transplant patients is 98%, exceeding the national average of 95%, according to the Scientific Registry of Transplant Recipients (January 2018 release).

We decided to do this study because, given the breadth and depth of our experience in this field, we thought that we could make a useful contribution to medical knowledge by gathering and evaluating all of the information available to us on outcomes for all of the patients who have undergone a liver transplant for PA or MMA at our institution.

How did you do this study?

We searched our medical records database to identify all patients with a diagnosis of either PA or MMA who received either a liver transplant or a combined liver and kidney transplant between 2006 and 2017.To comply with patient privacy regulations, we first removed any and all information that could personally identify these patients. Then we examined data from their medical records and recorded information such as their age and family history, medical treatment received prior to the liver transplant, laboratory tests performed, and how they fared both immediately after the transplant and in the following months and years.

What did the study find?

We identified a total of nine patients with PA (three patients) or MMA (6 patients) who had undergone a liver or liver and kidney transplant at UPMC Children’s between 2006 e 2017. The age at which patients received their transplant ranged from one year old to 21 years old; the median, or midpoint, was nine years old. Five patients were female and four male. Eight of the nine patients had been diagnosed during their first week of life; one patient was diagnosed at age eight months.

Prior to the transplant, all of the patients had been treated with protein restriction and carnitine supplementation. Several were also receiving medication to reduce ammonia levels in the blood. Eight of the nine patients were being fed by a gastrostomy tube (also known as a “G-tube”). All were experiencing frequent metabolic crises that often required hospitalization. Additional disease-related complications included cardiomyopathy (damaged heart muscle), metabolic stroke, pancreatitis, and low blood cell counts.

Five of the six patients with MMA received combined liver and kidney transplants. One patient with MMA and all three patients with PA underwent liver transplants only. Patients’ median post-transplant length of stay in intensive care was just short of 30 days, while the total transplant-related hospital stay averaged 55 days. Patients were followed after their transplant for a median of 3.5 years (range one year to more than 11 years).

Six of the nine patients developed symptoms of liver rejection; one patient developed symptoms of kidney rejection. Rejection episodes were treated with steroids and higher doses of anti-rejection medication to suppress the immune system. None of the nine patients experienced transplant failure.

Two patients needed treatment for blood clots in the main artery that carries blood to the liver. A third patient needed treatment for a blockage in a vein that transports blood from the liver back to the heart.

Four patients experienced a build-up of bile in the liver that was caused by a blocked bile duct and required treatment with a biliary catheter. At the last follow-up, three of the four patients had been able to discontinue use of the biliary catheter.

Five patients developed viral infections that required treatment. No patients experienced a complication known as post-transplant lymphoproliferative disorder, a dangerous rapid increase in white blood cells that can sometimes occur in people who are taking medication to prevent rejection of a transplanted organ.

No patients have experienced metabolic crises since the transplant. All nine patients showed improved metabolic control––indicated by normal levels of lactic acid in the blood––during the first month after the transplant. Kidney function stabilized or improved in all patients with MMA. At the two-year post-transplant assessment, heart function had improved in a patient with PA and severe cardiomyopathy.

What conclusions can be drawn from the study’s findings?

In this study of nine children with PA or MMA who were followed for an average of 3.5 years, we show 100 percent survival for both patients and their transplanted organs.

For MMA, these findings are similar to those of other recently published reports. For PA, although our population is relatively small (three patients), our finding of 100 percent survival for both patients and transplanted organs stands in contrast to other published reports that found poor survival among patients with PA following a liver transplant.

Still, many patients experienced complications in the period immediately before, during, and after the transplant. The high rate of complications underscores the complexity of these metabolic diseases. The most common complications were those involving the blood vessels, including blood clotting in the main artery of the liver. This complication has been previously reported.

All patients had reduced levels of lactic acid in the blood, indicating improved metabolic control, both shortly after the transplant and at later postoperative follow-up. Complications such as kidney disease (in patients with MMA) and cardiomyopathy (in patients with PA) stabilized and improved after transplantation.

The fact that no patients experienced metabolic crises after transplantation indicates that partial enzyme replacement via a liver transplant enabled a “resetting” of patients’ metabolic fitness.

At UPMC Children’s our approach to nutritional support after a liver transplant has been to gradually ease protein restriction, with the goal of establishing a long-term individualized level of support for each patient. It is unlikely that protein restriction can ever be completely eliminated. Contudo, the results of this study show that––with close monitoring by an experienced interdisciplinary team––protein restriction can safely be relaxed, in an individualized fashion, after a liver transplant.

What do the study results mean for children with PA and their families?

A liver transplant cannot cure PA. It can, contudo, reduce or eliminate metabolic crises and result in greater stability and better quality of life for children with PA. The decision as to whether a liver transplant is right for your child with PA is one that every family must make for themselves, based on their knowledge of their child and in consultation with a multidisciplinary team of experts who specialize in liver transplantation for metabolic diseases.

This study adds to the increasing body of evidence that liver transplantation can be performed safely and successfully in patients with severe, complex metabolic conditions such as PA and MMA, especially when performed at centers with broad and deep experience in the management of these highly challenging conditions.

Reference: Critelli K, McKiernan P, Vockley J, Mazariegos G, Squires RH, Soltys K, Squires JE. Liver Transplantation for Propionic Acidemia and Methylmalonic Acidemia: Peri-operative Management and Clinical Outcomes. In press, Liver Transplantation. Accepted for publication June 2018.