PAF Awards $33,082.12 Forschungsstipendium in 2019
PAF Awards $30,591 Fortsetzung Grant in 2020
Eva Richard, PhD, Universidad Autonoma de Madrid, Spanien
“Kardiomyozyten aus induzierten pluripotenten Stammzellen als neues Modell abgeleitet für Therapieentwicklung in Propionazidämie“
die zellulären und molekularen Mechanismen zu verstehen, die in genetischen Erkrankungen auftreten ist von wesentlicher Bedeutung für die Untersuchung neuer Strategien für deren Prävention und Behandlung. In diesem Kontext, induzierten pluripotenten Stammzellen (IPSC) nie da gewesene Möglichkeiten bieten für die menschliche Krankheit Modellierung. Eine der grundlegenden Kräfte der iPS-Technologie liegt in der Kompetenz dieser Zellen gerichtet wird, jeder Zelltyp im Körper zu werden, so dass Forscher Krankheitsmechanismen und identifizieren und testen neuartige Therapeutika in relevanten Zelltypen untersuchen.
Das Hauptziel dieses Projekts ist auf die Herstellung von menschlichen iPS konzentriert abgeleitete Kardiomyozyten (hiPSC-CMs) von Propionazidämie (PA) Patienten als neues menschliches Zellmodell für die disease.In PA, Herzsymptome, nämlich kardiale Dysfunktion und Arrhythmien, wurde als progressive late-onset Komplikationen führen, dass eine der Hauptursachen von Krankheit Sterblichkeit erkannt. hiPSC-CMS werden wir zelluläre Prozesse studieren, wie die Funktion der Mitochondrien und oxidativer Stress, die als Hauptverursacher für PA Pathophysiologie anerkannt wurden. Außerdem, Unser Ziel ist es, neue Wege veränderten unter Verwendung von Hochdurchsatztechniken wie RNA-Seq und miRNA-Analyse zu entwirren. Wir werden auch die möglichen positiven Auswirkungen eines Antioxidans und ein Mitochondrienbiogenese Aktivator in PA Kardiomyozyten untersuchen. Die Ergebnisse, die aus diesem Projekt ziehen wird für die Krankheit relevant sein Einblick in die betroffenen biologischen Prozesse bereitstellt, und wodurch Werkzeuge und Modelle für die Identifizierung von neuen Behandlungen für adjuvante PA.
Update April 2020 – Eva Richard PhD
Dank Propionazidämie (PA) Stiftung, Wir haben ein neues zelluläres PA-Modell entwickelt, das auf induzierten pluripotenten Stammzellen basiert (IPSC) mit dem Ziel, neue PA-Pathomechanismen zu definieren, die potenzielle therapeutische Ziele sein könnten. Traditionell, Krankheit Pathophysiologie hat in immortalisierten oder menschlichen Zelllinien und in Tiermodellen untersucht worden. Unfortunately, immortalisierte Zellen reagieren häufig nicht, da Primärzellen und Tiermodelle die klinischen Symptome der Patienten nicht genau rekapitulieren. So far, Patienten abgeleitete Fibroblasten wurden hauptsächlich als zelluläre Modelle in PA aufgrund ihrer Verfügbarkeit und Robustheit verwendet, aber sie haben wichtige Einschränkungen. Die Fähigkeit, somatische Zellen zu iPS-Zellen zu umprogrammiert hat die Art und Weise der Modellierung menschliche Krankheiten revolutioniert. Um zu untersuchen, seltene Krankheiten,
Stammzellmodelle patientenspezifische Mutationen tragen sehr wichtig geworden, da alle Zelltypen von iPS-Zellen unterschieden werden können.
Wir haben zwei iPSC-Linien aus von Patienten stammenden Fibroblasten mit Defekten in den PCCA- und PCCB-Genen erzeugt und charakterisiert; und eine isogene Kontrolle, bei der die Mutation des PCCB-Patienten unter Verwendung der CRISPR / Cas9-Technologie genetisch korrigiert wurde. Diese iPSC-Linien wurden erfolgreich in Kardiomyozyten differenziert,
und ihre Anwesenheit konnte leicht durch visuelle Beobachtung spontan kontrahierender Regionen und durch Expression mehrerer Herzmarker festgestellt werden. Von PCCA iPSC abgeleitete Kardiomyozyten zeigten einen verringerten Sauerstoffverbrauch, eine Ansammlung von Restkörpern und Lipidtröpfchen, und erhöhte ribosomale Biogenese. Außerdem, Wir fanden erhöhte HERP-Proteinspiegel, GRP78, GFK75, SIG-1R und MFN2 schlagen vor
endoplasmatischer Retikulumstress und Kalziumstörungen in diesen Zellen. Wir analysierten auch eine Reihe von herzangereicherten miRNAs, die zuvor im Herzgewebe eines PA-Mausmodells dereguliert gefunden wurden, und bestätigten ihre veränderte Expression.
Die vorliegende Studie ist der erste Bericht über die Charakterisierung von Kardiomyozyten, die aus iPSCs stammen, die durch die Reprogrammierung von Fibroblasten von PA-Patienten erzeugt wurden. Unsere Ergebnisse liefern Hinweise darauf, dass mehrere Pathomechanismen eine relevante Rolle bei Herzfunktionsstörungen spielen können, eine häufige Komplikation bei PA-Erkrankungen. Dieses neue zelluläre PA-Modell bietet ein leistungsstarkes Werkzeug zur Aufklärung des Krankheitsmechanismus und, möglicherweise, Droge zu ermöglichen
Screening / Drogentests. Trotz verbesserter Therapie in den letzten Jahrzehnten, Das Ergebnis von PA-Patienten ist immer noch unbefriedigend, Hervorheben der Notwendigkeit, neue Therapien zu evaluieren, die darauf abzielen, die klinischen Symptome zu verhindern oder zu lindern. Zusätzliche Untersuchungen sind erforderlich, um den Beitrag der in dieser Arbeit identifizierten Mechanismen zum kardialen Phänotyp zu bestimmen und um festzustellen, wie dieses Wissen zur Formulierung eines besser personalisierten Therapeutikums beitragen kann
Strategien in der Zukunft.
Wir danken der Propionic Acidemia Foundation aufrichtig für die Unterstützung unserer Untersuchung, Das hat zu einer wirklich motivierenden Erfahrung für uns geführt, Gefühl, wir gehören zur PA-Forschungsfamilie. Die Finanzierung, die wir erhalten haben, hat zu wichtigen Fortschritten in der Pathophysiologie der PA geführt, und unser Ziel ist es, diese Forschung in naher Zukunft fortzusetzen.
Update September 2019 – Eva Richard PhD
Es gibt einen ungedeckten klinischen Bedarf wirksame Therapien für Propionazidämie zu entwickeln (PA). Die Fortschritte in der unterstützenden Behandlung basierend auf diätetische Beschränkung und Carnitinsupplementierung erlaubt haben Patienten jenseits der Neugeborenenperiode zu leben. Jedoch, das Gesamtergebnis bleibt bei den meisten Patienten schlecht, die leiden unter zahlreichen Fortschreiten der Erkrankung Komplikationen im Zusammenhang mit, darunter Herz-Veränderungen, eine Hauptursache für Morbidität und Mortalität PA. In our research, Wir entwickelten ein neues zelluläres Modell von PA basierend auf induzierten pluripotenten Stammzellen (IPSC) mit dem Ziel, neue molekulare Wege der Definition in der Pathophysiologie von PA beteiligt, die potenzielle Behandlung wäre Targeting.
Traditionell, Krankheit Pathophysiologie hat in immortalisierten oder menschlichen Zelllinien und in Tiermodellen untersucht worden. Unfortunately, immortalizedcells oft reagieren nicht als primäre Zellen und Tiermodellen nicht genau die Symptome der Patienten rekapitulieren. So far, Patienten stammenden Fibroblasten wurden hauptsächlich usedas zelluläre Modelle in PAdue zu theiravailability und Robustheit gewesen, aber sie haben wichtige Einschränkungen.
Die Fähigkeit, somatische Zellen zu iPS-Zellen zu umprogrammiert hat die Art und Weise der Modellierung menschliche Krankheiten revolutioniert. Um zu untersuchen, seltene Krankheiten, Stammzellmodelle patientenspezifische Mutationen tragen sehr wichtig geworden, da alle Zelltypen von iPS-Zellen unterschieden werden können. Wir haben generiert und charakterisiert zwei iPSC Linien von Patienten stammende Fibroblasten mit Defekten in PCCA und PCCB genes. Diese iPSC Linien können in Kardiomyozyten differenziert werden, die die gewebespezifischen Kennzeichen der Krankheit nachahmen. Die Anwesenheit von PA Kardiomyozyten wurde durch visuelle Beobachtung von spontan kontrahier Regionen leicht etabliert, und die Expression von mehreren Herzmarker. Wir haben beobachtet, dass PCCA-defiziente Kardiomyozyten in Abbauprodukten eine Steigerung präsentieren und in Lipidtröpfchen, und zeigt eine mitochondriale Dysfunktion im Vergleich zu Kontrollzellen. Wir stellten fest, ferner die Herunterregulierung von mehreren miRNAs in PCCA Kardiomyozyten verglichen diejenigen zu steuern, und mehr miRNAs Ziele werden derzeit analysiert, um darunter liegende Zell Pathomechanismen zu untersuchen. Interestingly, wir haben mehrere Experimente durchgeführt, um die Wirkung der mitochondrialen Biogenese Aktivator zu analysieren, MIN-102 Verbindung (PPAR-Agonisten, Derivat von Pioglitazon) in Kardiomyozyten.
Vorläufige Ergebnisse zeigten einen Anstieg der Sauerstoffverbrauch rateof PCCA und Kontrollzellen. In our next steps, Wir planen, die Analyse in der PCCA Kardiomyozyten Linie abzuschließen, PCCB Kardiomyozyten charakterisiert und in der Tiefe das therapeutische Potenzial von MitoQ und MIN-102-Verbindungen zu studieren.
We would like to sincerely thank the Propionic Acidemia Foundation for supporting our research.
Update März 2020
"Kardiomyozyten aus induzierten pluripotenten Stammzellen als neues Modell für die Therapieentwicklung bei Propionazidämie."
Eva Richard, Associate Professor
Es gibt einen ungedeckten klinischen Bedarf wirksame Therapien für Propionazidämie zu entwickeln (PA). Die Fortschritte in der unterstützenden Behandlung basierend auf diätetische Beschränkung und Carnitinsupplementierung erlaubt haben Patienten jenseits der Neugeborenenperiode zu leben. Jedoch, das Gesamtergebnis bleibt bei den meisten Patienten schlecht, die leiden unter zahlreichen Fortschreiten der Erkrankung Komplikationen im Zusammenhang mit, darunter Herz-Veränderungen, eine Hauptursache für Morbidität und Mortalität PA. In our research, Wir entwickelten ein neues zelluläres Modell von PA basierend auf induzierten pluripotenten Stammzellen (IPSC) mit dem Ziel, neue molekularen Wegen der Definition in der Pathophysiologie von PA beteiligt, die potenziellen therapeutischen Ziele sein könnte.
Traditionell, Krankheit Pathophysiologie hat in immortalisierten oder menschlichen Zelllinien und in Tiermodellen untersucht worden. Unfortunately, immortalisierten Zellen tun oft nicht reagieren als primäre Zellen und Tiermodellen nicht genau rekapitulieren die Symptome der Patienten. So far, Patienten abgeleitete Fibroblasten wurden hauptsächlich als zelluläre Modelle in PA aufgrund ihrer Verfügbarkeit und Robustheit verwendet, aber sie haben wichtige Einschränkungen.
Die Fähigkeit, somatische Zellen zu iPS-Zellen zu umprogrammiert hat die Art und Weise der Modellierung menschliche Krankheiten revolutioniert. Um zu untersuchen, seltene Krankheiten, Stammzellmodelle patientenspezifische Mutationen tragen sehr wichtig geworden, da alle Zelltypen von iPS-Zellen unterschieden werden können. Wir haben generiert und charakterisiert zwei iPSC Linien von Patienten stammende Fibroblasten mit Defekten in der PCCA und PCCB genes. Diese iPSC Linien können in Kardiomyozyten differenziert werden, die die gewebespezifischen Kennzeichen der Krankheit nachahmen. Die Anwesenheit von Kardiomyozyten wurde durch visuelle Beobachtung von spontan kontra Regionen leicht etabliert, und die Expression von mehreren Herzmarker. PCCA iPSC abgeleitete Kardiomyozyten zeigte eine Veränderung von autophagy Prozess mit einer Anhäufung von Restkörpern und mitochondriale durch verminderten Sauerstoffverbrauch und die Veränderung der Mitochondrienbiogenese gekennzeichnet Dysfunktion aufgrund einer Deregulation der PPARGC1A. Wir haben auch die Expression von Herz angereicherten miRNAs zuvor im Zusammenhang mit Herzdysfunktion und mehrere miRNAs ausgewertet wurden deregulierten gefunden. Außerdem, wir gefunden haben und Proteinspiegel von Herp erhöht, Grp78, Grp75, sigma-1R und MFN2 darauf hindeutet ER Stress und Calciumstörungen in diesen Zellen.
Wir planen PCCB Kardiomyozyten zu analysieren, die Ergebnisse mit PCCA und Steuerdaten vergleichen. Wir arbeiten reifen Kardiomyozyten zu erhalten, um elektrophysiologischen Studien durchzuführen (K + Ströme) Verwendung einer Ganzzell-Patch-Clamp-Methode. Wir sind in der Untersuchung des gewebespezifischen bioenergetischen Signatur vergleicht Kardiomyozyten interessiert, abgeleitet von Steuerung und PA patients' iPSCs durch Reverse-Phase-Protein-Microarrays (RPPMA). Zukünftige Arbeiten gehört auch die Wirkung der mitochondrialen Biogenese Aktivator testen, MIN-102 Verbindung (PPAR-Agonisten, Derivat von Pioglitazon) und der mitochondrialen Targeting Antioxidans MitoQ in PA Kardiomyozyten.
We would like to sincerely thank the Propionic Acidemia Foundation for supporting our research.
