丙酸血症基础研究资助 – 理查德

PAF Awards $33,082.12 研究补助金 2019

PAF Awards $30,591 继续补助金 2020

伊娃理查德, 博士, 马德里自治大学, 西班牙

“从诱导多能干细胞衍生为在丙酸血症治疗发展的新模式的心肌细胞”

了解发生在遗传性疾病的细胞和分子机制是对新战略的预防和治疗的研究至关重要. 在此背景下, 诱导多能干细胞 (IPSC) 提供了前所未有的机会，为人类疾病模型. 其中的iPSC技术的根本权力掌握在这些细胞的能力被引导到成为身体中的任何细胞类型, 从而使研究人员能够检查疾病机制和识别和相关的细胞类型测试新的治疗.

该项目的主要目标是专注于人iPSC衍生的心肌细胞的产生 (的hiPSC-CMS) 从丙酸血症 (PA) 患者作为disease.In PA一个新的人类细胞模型, 心脏症状, 即心功能不全和心律失常, 已被确认为导致疾病死亡的主要原因之一渐进迟发性并发症. 使用的hiPSC-CMS我们将研究细胞过程, 诸如已经被确认为PA病理生理学主要贡献者线粒体功能和氧化应激. 此外, 我们的目的是使用高通量技术，如RNA测序和miRNA分析解开新颖改变的途径. 我们也将研究在PA心肌细胞抗氧化剂的潜在的有利影响和线粒体生物活化剂. 从这个项目中获得的结果将是相关的疾病提供洞察到受影响的生物过程, 并且从而提供工具和模型的用于PA新颖辅助治疗的识别.

更新四月 2020 – 伊娃理查德博士

由于丙酸血症 (PA) 基础, 我们已经基于诱导的多能干细胞开发了一种新的PA细胞模型 (IPSC) 目的是定义可能成为潜在治疗靶点的新的PA病理机制. 传统, 疾病病理生理进行了研究永生化或人类细胞系和动物模型. Unfortunately, 永生化细胞通常不响应，因为原代细胞和动物模型不能准确地概括患者的临床症状. So far, 患者成纤维细胞已经被主要用作PA细胞模型，由于其可用性和耐用性, 但他们有很大的局限性. 对体细胞重编程到iPS细胞的能力已经彻底改变了人类疾病模型的方法. 为了研究罕见疾病,
携带患者特异性突变干细胞模型已经成为非常重要的，因为所有的细胞类型可以从iPS细胞分化.

我们已经从患者来源的成纤维细胞中产生了两个iPSC品系并对其进行了表征，这些品系具有PCCA和PCCB基因的缺陷; 和同基因对照，其中使用CRISPR / Cas9技术对PCCB患者的突变进行了基因校正. 这些iPSC品系已成功分化为心肌细胞,
通过目视观察自发性收缩区域和表达几种心脏标志物可以很容易地确定它们的存在. PCCA iPSC衍生的心肌细胞减少了耗氧量, 残留体和脂质滴的堆积, 并增加核糖体生物发生. 此外, 我们发现HERP的蛋白质水平升高, GRP78, GRP75, SIG-1R和MFN2建议
这些细胞的内质网应激和钙微扰. 我们还分析了一系列先前在PA鼠模型的心脏组织中失控的富含心脏的miRNA，并证实了它们的表达改变.

本研究代表了PA患者成纤维细胞重编程产生的源自iPSC的心肌细胞特征的第一份报告. 我们的结果提供了证据，表明几种病理机制可能与心脏功能障碍有关, PA疾病的常见并发症. 这种新的细胞PA模型提供了一种强大的工具，可以揭示疾病的机理和, 潜在地, 使毒品
筛查/药物测试. 尽管过去几十年来治疗方法有所改善, PA患者的预后仍然不理想, 强调需要评估旨在预防或减轻临床症状的新疗法. 需要进行额外的研究以确定这项工作中确定的机制对心脏表型的贡献，以及这些知识如何帮助制定更好的个性化治疗方法
未来的策略.

我们衷心感谢丙酸血症基金会支持我们的调查, 为我们带来了真正激励人心的体验, 感觉我们属于PA研究大家庭. 我们获得的资金已导致PA病理生理学的重要进展, 我们的目标是在不久的将来继续进行这项研究.

九月更新 2019 – 伊娃理查德博士

存在未满足临床需要制定有效的治疗丙酸血症 (PA). 在支持治疗进展基于饮食限制和肉碱已经允许病人活过新生儿期. 但, 总体结果仍然是大多数患者差, 谁从相关疾病进展众多患有并发症, 他们心间的变化, PA发病率和死亡率的重要原因. In our research, 我们开发的PA的新的细胞模型基于诱导多能干细胞 (IPSC) 与限定参与PA的病理生理学新的分子途径的目标这将是潜在的靶向治疗.

传统, 疾病病理生理进行了研究永生化或人类细胞系和动物模型. Unfortunately, immortalizedcells往往不回应原代细胞和动物模型不完全概括患者的症状. So far, 患者成纤维细胞已在PAdue主要usedas细胞模型来theiravailability和健壮性, 但他们有很大的局限性.

对体细胞重编程到iPS细胞的能力已经彻底改变了人类疾病模型的方法. 为了研究罕见疾病, 携带患者特异性突变干细胞模型已经成为非常重要的，因为所有的细胞类型可以从iPS细胞分化. 我们已经与缺陷而产生和常表现为两种iPSC系患者成纤维细胞 PCCA 和 PCCB genes. 这些iPSC系可以分化成模拟疾病的组织特异性标志的心肌细胞. PA心肌细胞的存在已经通过自发性收缩区域的视觉观察被容易地建立, 和几种心脏标志物的表达. 我们观察到，PCCA缺陷的心肌细胞中的降解产物和脂滴出现增长, 和对照相比，细胞表现出线粒体功能障碍. 我们进一步发现在PCCA心肌几种miRNA的下调相比那些控制, 和一些miRNA的靶标，目前正在以研究潜在的细胞病理机制分析. Interestingly, 我们已经进行了几个实验来分析线粒体生物活化剂的作用, MIN-102化合物 (PPAR激动剂, 吡格列酮的衍生物) 在心肌细胞.

初步结果显示，在氧气消耗rateof PCCA和对照细胞的增加. In our next steps, 我们计划完成在PCCA心肌线分析, 表征PCCB心肌细胞和深入研究的MitoQ和MIN-102化合物的治疗潜力.

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

三月更新 2020

“源自诱导性多能干细胞的心肌细胞是丙酸血症治疗发展的新模型。”

伊娃理查德, Associate Professor

传统, 疾病病理生理进行了研究永生化或人类细胞系和动物模型. Unfortunately, 永生化细胞往往不回应原代细胞和动物模型做不完全综述患者的症状. So far, 患者成纤维细胞已经被主要用作PA细胞模型，由于其可用性和耐用性, 但他们有很大的局限性.

对体细胞重编程到iPS细胞的能力已经彻底改变了人类疾病模型的方法. 为了研究罕见疾病, 携带患者特异性突变干细胞模型已经成为非常重要的，因为所有的细胞类型可以从iPS细胞分化. 我们已经产生并表征来自患者的成纤维细胞2个iPSC系与所述缺陷 PCCA 和 PCCB genes. 这些iPSC系可以分化成模拟疾病的组织特异性标志的心肌细胞. 心肌细胞的存在已经通过自发性收缩区域的视觉观察被容易地建立, 和几种心脏标志物的表达. PCCA的iPSC衍生的心肌显示出的自噬过程的残余体和线粒体功能障碍，其特征在于降低的氧消耗和线粒体生物发生的改变的积累的改变由于PPARGC1A的失调. 我们也评估以前心脏功能障碍和几种miRNA相关的心脏富集的miRNA的表达被发现放松管制. 此外, 我们发现增加HERP的蛋白水平, GRP78, Grp75的, 在这些细胞中的Σ-1R和Mfn2的暗示ER应激和钙扰动.

我们正计划分析PCCB心肌细胞的结果与PCCA和控制数据比较. 我们正在努力，以执行电生理获得成熟的心肌细胞 (K +电流) 使用全细胞膜片钳方法. 我们感兴趣的是从控制得到的组织特异性生物能签名比较心肌细胞和PA patients' iPSC的反相蛋白质芯片的研究 (RPPMA). 未来的工作还包括测试线粒体生物活化剂的作用, MIN-102化合物 (PPAR激动剂, 吡格列酮的衍生物) 和线粒体的PA心肌细胞抗氧化目标的MitoQ.

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