Premios de la Fundación Acidemia Propiónica $50,000 Beca de continuación para Guo-Fang Zhang en la Universidad de Duke

Premios de la Fundación Acidemia Propiónica $50,000 Beca de continuación

La propionil-CoA y la propionilcarnitina median las complicaciones cardíacas en pacientes con acidemia propiónica
Guo-Fang zhang, PhD
Duke University, Durham Carolina del Norte, USA
Término de la subvención: 4/1/2023-3/31/2024
La enfermedad cardíaca tiene una alta prevalencia entre los pacientes con acidemia propiónica (Pensilvania). El mecanismo patológico sigue siendo en gran parte desconocido, particularmente debido a la naturaleza del desarrollo crónico. Es un desafío predecir el desarrollo de enfermedades cardíacas en pacientes con AP simplemente por las mutaciones de PCC., propionyl-CoA carboxylase (PCC) actividad enzimática o cambios metabólicos agudos en plasma u orina debido a que no hay una fuerte correlación entre el fenotipo cardíaco (gravedad de la enfermedad) y genotipo, se han observado descompensaciones metabólicas o actividad enzimática residual a partir de los casos clínicos.
Los ácidos grasos con varias longitudes de cadena son los principales combustibles para el corazón.. Nuestros datos anteriores demostraron que el propionato en lugar de los aminoácidos es una fuente importante de propionil-CoA cardíaco. en adición, la deficiencia de PCC reduce la eliminación hepática de propionato derivado del microbioma y promueve la síntesis de ácidos grasos de cadena impar, ambos imponen estrés metabólico en el corazón. La acumulación de propionil-CoA derivada del propionato y los ácidos grasos de cadena impar podría interrumpir el metabolismo energético cardíaco. Lo bajo
ATP inhibe aún más la carboxilación de propionil-CoA según nuestro reciente estudio de isquemia. El metabolismo energético deteriorado y la acumulación de propionil-CoA forman un círculo vicioso.
Con una beca de tercer año apoyada por PAF, colaboraremos con las Dras Eva Richard Rodríguez y Lourdes R. Desviat from Universidad Autónoma de Madrid on how energy metabolism in PCCA- o PCCB- Los cardiomiocitos iPSC derivados de pacientes humanos se alteran mediante análisis de isótopos estables, particularmente bajo el estrés del propionato y los ácidos grasos de cadena impar. Otro objetivo es mejorar el metabolismo de la energía cardiaca dirigiéndose al propionato y al metabolismo de los ácidos grasos de cadena impar..

Historias de familia – VIAJE DE MUHAMMAD WASIQ

VIAJE DE MUHAMMAD WASIQ

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

Trastorno metabólico: acidemia propiónica

Muhammad Wasiq nació el 17 Mayo de 2019 en la capital de Pakistán en una familia económicamente fuerte. Después de unos primeros días de atención en uno de los hospitales privados más equipados de Pakistán, empezó a crecer bien sin ninguna complicación. Wasiq estaba activo, un niño feliz y saludable y sus padres utilizaron todas las mejores prácticas de crianza, aprendiendo de sus dos hermanos mayores, educados especialmente en la dieta.. Wasiq era más activo que cualquier otro niño a la edad de siete meses..

Al séptimo mes, Wasiq sufrió fiebre alta durante ocho días continuos, después de los cuales su salud comenzó a deteriorarse.. En esos meses, también tenía estreñimiento leve a intervalos aleatorios. Llegaron los días en que su estreñimiento y vómitos se extendieron a un período de ocho días.. Pruebas médicas verificadas Acidemia propiónica (Pensilvania) at 12th Mes. Estas pruebas se realizan en Pakistán en un solo hospital de la ciudad de Karachi.. After that, cada día resultó ser un desafío para la familia.

Pakistán es un país donde se desaconsejan las pruebas genéticas médicas previas al matrimonio. El presupuesto de salud no es suficiente para responder a las necesidades nacionales. Se prefieren las instalaciones médicas privadas a los servicios gubernamentales. Las instalaciones de detección y pruebas médicas por nacimiento no están disponibles en el país. As a result, Hay múltiples problemas médicos diseminados en el país. COVID-19 tuvo un impacto devastador en las condiciones médicas y económicas en el país con cierres completos y la situación se deterioró aún más.

Cuando Wasiq fue diagnosticado con PA, Nos informaron sobre el daño ya causado en el cerebro por la ingesta de proteínas.. No podía sentarse, hablar y tener movimientos corporales ondulados. Necesitábamos consejo médico, pero debido al hecho de que los casos de AP son muy raros en Pakistán, Luchamos para buscar consejos médicos a pesar de llegar a los mejores hospitales del país.. Hasta que un día, encontramos un médico que es el único experto en trastornos metabólicos del país. Después de un par de consejos a través de reuniones virtuales, Viajamos a Karachi para encontrarnos con ella cara a cara.. El doctor ajustó nuestra dieta con medicamentos para controlar el nivel de amoníaco. Controlamos su dieta y le dimos medicinas. Pronto en esta fase, Wasiq comenzó a mostrar erupciones en la cara y en la espalda, lo que era un claro indicio de deficiencia de proteínas.. El problema era que estábamos siguiendo e implementando el plan recomendado por el médico, pero luchamos por lograr un equilibrio nutricional en la dieta y necesitábamos más consejos..

En una búsqueda exhaustiva para resolver este problema, nos conectamos con un nutricionista que estaba dispuesto a conectarse y estaba interesado en las sondas metabólicas. Compartimos el plan de dieta y el paquete de medicamentos con un experto en nutrición que reajustó todo el paquete y comenzamos a ver una mejora en la condición del niño.. Wasiq estaba mucho más estable ahora y ahora llegó la fase de rehabilitación al evaluar sus funciones corporales completas.. Énfasis centrado en la fisioterapia, Terapia ocupacional y del habla con una mayor confirmación de la pérdida auditiva.. Ahora puede sentarse con apoyo y puede mover los pies con apoyo si se coloca de pie, sin embargo, el desequilibrio de la columna vertebral y los movimientos espasmódicos no ayudan mucho a estabilizarlo..

El desafío actual es encontrar alimentos y medicamentos que a menudo no están disponibles en la ciudad.. Searching, rastreo, El pedido y la entrega desde otra ciudad requieren tiempo y recursos.. Como sabemos, los niños de PA siguen la línea de dieta vegana, pero también necesitan nutrientes para equilibrar la dieta., las fórmulas sustitutas son difíciles de encontrar. Solo hay un importador en el país y debido a que los datos de estos niños no están disponibles, necesitar & el equilibrio de suministro siempre está fuera. como consecuencia, cada día es un desafío.

Hay mucho que hacer por esos niños. Las familias de trastornos metabólicos ahora se han conectado a través de las redes sociales para ayudarse entre sí y extender la ayuda para satisfacer las necesidades diarias. País como Pakistán donde la infraestructura no es sólida, la ayuda viene a través del apoyo social de comunidades interconectadas a través de iniciativas de bienestar. Los niños como Wasiq están brindando ayuda a otros niños necesitados semanalmente al compartir alimentos y al apoyar financieramente. Los padres plantean el problema colectivamente ante las autoridades gubernamentales y se intensifica en los medios locales.. Se espera una acción sustancial. Cada día pasa con la esperanza de que pronto se escuchen las voces para obtener un apoyo constante..

Escrito en 2Dakota del Norte May, 2021 por el padre Saqib Javed, Pakistán

Enfoque del Día de las Enfermedades Raras

 

DÍA DE LAS ENFERMEDADES RARAS 2021 DESTACAR

Me gustaría agradecer a dos seres humanos increíbles que han ayudado a Vivienne en su viaje con la Acidemia Propiónica.. First, Me gustaría agradecer a la Sra.. brezo, quien es nutricionista / dietista de Vivienne. Desde que se hizo cargo del caso de Vivienne, La salud de Vivi ha mejorado. Ella ha marcado una gran diferencia en la vida de Vivienne.! Ahora, Sé por qué tantos padres enfatizaron la importancia de un gran dietista! Ms. Heather ha sido muy cariñosa, muy atento,un gran oyente y muy comprometido con el caso de Vivi!

Segundo, Me gustaría agradecer al Dr.. panadero! Dr. Baker ha sido un genetista extraordinario! Su dedicación y cuidado increíble han ayudado a Vivi a mantenerse alejada de muchas hospitalizaciones.. Me siento tan bendecido de tener tanto al Dr.. Baker y Ms.Heather como equipo de atención de Vivienne. Ambos se han ganado mi confianza. Dr. Baker y Heather realmente marcaron la diferencia en la vida de Vivienne!

Gracias de la familia Lopez!

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Nalani ha tenido la suerte de tener personas increíbles en su vida ayudándola en su viaje.. Ha estado asistiendo a un grupo social semanal en Coeur Academy en Missouri durante aproximadamente 6 years now. Se juntan, hablar de su semana, planificar actividades y jugar juegos. Cocinan un “Fiesta de acción de gracias” e intercambiar regalos en Navidad. Van de compras y salen a comer juntos. Ella es la única chica y le dice a todos los que conoce que tiene 4 novios. Nalani es extremadamente social y este programa le ha dado un grupo de verdaderos amigos.. Estoy tan agradecido con ellos. No sé qué haría sin Ann, Sarah y sus novios en grupo social.! – Angela (foto de Nalani y su maestra)

 

PAF Awards $49,953 Nueva beca de investigación – Navidad

PAF Awards $49,953 Nueva Beca de Investigación en 2021

Pi: Pawel Swietach, Profesor de fisiología, Departamento de fisiología, Anatomía & Genetics, Universidad de Oxford, Inglaterra

"Propionilación de proteínas aberrantes y marcas distintivas de histonas en la acidemia propiónica: nuevos mecanismos de enfermedad y factores de riesgo de enfermedad cardíaca ”

El desafío que se coloca en nuestro corazón - contraerse y relajarse en una secuencia correcta y con la fuerza adecuada - es formidable.. La elegante solución biológica a este problema mecánico es un órgano que bombea millones de litros de sangre para mantener la vida durante muchas décadas.. Sin embargo, La calidad y la duración de la vida de una persona están fuertemente vinculadas a la salud cardíaca.. Gracias a los avances científicos, ahora hay mejores tratamientos disponibles para las enfermedades cardíacas, Permitir a los pacientes vivir vidas más largas y felices.. Nuestro objetivo en el Centro de Excelencia en Investigación de la Fundación Británica del Corazón de la Universidad de Oxford es garantizar que el progreso científico aborde un amplio espectro de trastornos, independientemente de su incidencia.

Los problemas cardíacos son comunes en la acidemia propiónica. (Pensilvania). Desafortunadamente, La miocardiopatía dilatada y el síndrome de QT largo suelen ser la causa de muerte infantil.. Para tratar y prevenir estos problemas cardíacos., primero debemos entender los mecanismos subyacentes. Una vez que se describen estos procesos, Nuestro objetivo es identificar objetivos para medicamentos o intervenciones.. Creemos que esta ambición se puede lograr gracias a la gran cantidad de conocimientos sobre el corazón y al vasto repertorio de medicamentos aprobados para la terapia en varias otras afecciones cardíacas.. Muchos de estos medicamentos podrían "reutilizarse" para los trastornos asociados a la AP, dando esperanza a muchas familias para un tratamiento oportuno.

Para este proyecto financiado por PAF, hemos reunido un consorcio de científicos que están ansiosos por dedicar su experiencia al estudio de la AF. La experiencia de mi laboratorio es la fisiología celular cardíaca en el contexto de los trastornos acidobásicos.. Nos acompaña Tom Milne, profesor asociado de epigenética en Oxford., Holger Kramer, un experto en proteómica, y Steve Krywawych, bioquímico principal del Hospital Great Ormond Street de Londres. Los recursos e instalaciones puestos a disposición de este proyecto incluyen un modelo de ratón de PA, cortesía de Michael Barry y Lourdes Desviat, métodos para caracterizar la función cardíaca desde la célula hasta el nivel de órganos, así como mediciones de cambios a nivel de proteínas y genes. Este enfoque interdisciplinario pero enfocado nos permite identificar objetivos potenciales para el tratamiento de la AP. Ciertamente, Nuestros hallazgos preliminares apuntan a una de esas enzimas, y el objetivo de este proyecto es probar y validar nuestra hipótesis.

La AP se asocia con cambios metabólicos importantes, y muchas de estas sustancias no son simplemente intermediarios en una cadena de eventos., pero puede tener fuertes acciones biológicas que no siempre son intuitivas para predecir. Nuestro proyecto investigará cómo la acumulación de propionato afecta a los genes cardíacos a través de una reacción química que causa andamios de ADN. (llamadas histonas) para "abrir" genes que normalmente no deberían expresarse en un corazón sano. Muchos genes se verán afectados por esta, pero algunos están más estrechamente relacionados con el trastorno cardíaco. Después de identificar estos genes principales, probaremos hasta qué punto bloquearlos podría ser curativo. En paralelo, Investigaremos si el propionato también puede reaccionar con otros objetivos en la célula., como las proteínas que sustentan la contracción. Ciertamente, Nuestro trabajo sugiere que una vía prometedora para la investigación se relaciona con el llamado acoplamiento excitación-contracción., un proceso que convierte la electricidad cardíaca en una respuesta mecánica.

Estamos emocionados de ser parte de la familia de investigadores de PA y deseamos aprovechar esta oportunidad para invitar a pacientes., cuidadores, y simpatizantes a nuestro laboratorio para una visita.


Actualizar 8/2022 – Reporte final

PROPIONILACIÓN ABERRADA DE PROTEÍNAS Y MARCAS DE HISTONA DISTINTAS EN LA ACIDEMIA PROPIONICA: NUEVOS MECANISMOS DE ENFERMEDAD Y FACTORES DE RIESGO PARA

ENFERMEDAD CARDIACA
Informe Final – Agosto 2022
Pi: Pawel Swietach (Universidad de Oxford)

Informe no confidencial para su difusión

Pacientes afectados por acidemia propiónica (Pensilvania) presentar alteraciones en los niveles de metabolitos, en particular propionato. este pequeño (tres carbonos) normalmente se produce una molécula
de la descomposición de sustancias en la dieta, como los aminoácidos de cadena ramificada y los ácidos grasos impares. In PA, sin embargo, Los genes responsables del procesamiento de propionato son
inactivado por mutaciones heredadas. Una visión de larga data postula que el entorno bioquímico resultante es responsable de la disfunción de múltiples órganos afectados en la PA..
Comprender cómo se ve afectado el corazón en la PA es particularmente importante, porque muchas muertes infantiles se han relacionado con enfermedades cardíacas. Sin embargo, el mecanismo preciso
la vinculación de la alteración metabólica con la enfermedad cardíaca en la PA no está clara. Sin esta información detallada, es difícil proponer nuevas curas y mejorar el manejo de la enfermedad antes
terapias génicas viables están disponibles. Moreover, el conocimiento de los mecanismos moleculares tiene un impacto más amplio en la salud cardíaca, porque también se han observado elevaciones de propionato
descrito en otras enfermedades, como la diabetes.

El objetivo de nuestro proyecto PAF fue investigar cómo los trastornos metabólicos en PA afectan a las proteínas a través de las llamadas modificaciones postraduccionales., i.e. 'edición' química
que pueden afectar sus funciones. Usando un modelo de ratón de PA, mostramos que las histonas, el andamio proteico del ADN, sufren dos tipos de modificaciones en el corazón: propionilación y acetilación. Luego demostramos cómo estas acciones afectan la expresión de genes en el corazón.. sorprendentemente, encontramos que varios genes, previamente implicado en enfermedades cardíacas, activarse aberrantemente en PA, y especulamos que amortiguar esta respuesta genética impulsada por PA puede aliviar los cambios patológicos experimentados por los pacientes. A través de nuestras observaciones del modelo de ratón de PA, identificamos una vía bioquímica novedosa que ofrece un medio alternativo para procesar el exceso de propionato en el corazón. La activación de esta vía se asoció con una presentación de la enfermedad menos grave en ratones. Presumimos que esta vía podría explotarse terapéuticamente en pacientes con PA, y nuestros objetivos inmediatos para el futuro son identificar el mejor enfoque para explotar este reservorio protector de propionato en el corazón..

En resumen, el proyecto PAF ha (i) entregó nuevos conocimientos mecánicos sobre cómo el propionato afecta el corazón utilizando métodos de última generación en metabolómica, transcriptómica,
biología de la cromatina, y fisiología, y (yo) reveló nuevas vías para el procesamiento de propionato que evitan las enzimas mutadas en pacientes con PA.

 

PAF Grant Maclean

PAF Awards $50,000 Nueva beca de investigación

Ken Maclean, PhD, Universidad de Colorado Denver

"Tratamiento químico de chaperona para restaurar la actividad enzimática en mutaciones plegables de propionil-Co-A carboxilasa: Hacia una estrategia terapéutica personalizada en la acidemia propiónica (Pensilvania)" - En verano 2020, PAF recibe una $50,000 conceder.”

Acidemia propiónica (Pensilvania) es una enfermedad grave que pone en peligro la vida para la que actualmente no existe un tratamiento realmente efectivo. La enfermedad es causada por la mutación en uno de los dos genes que codifican la enzima propionil-CoA carboxilasa (PCC). Esta enzima está compuesta de dos proteínas diferentes que se pliegan entre sí en una estructura compleja con seis de cada una de estas dos moléculas.. Esta es una estructura muy inusual y compleja para una enzima metabólica y el trabajo reciente en nuestro laboratorio ha encontrado que una serie de mutaciones específicas que causan PA causan problemas al interferir con el proceso de plegado y / o ensamblaje de proteínas que conduce a una enzima no funcional y así la enfermedad. En las celdas, Las proteínas con patrones de plegamiento complicados a menudo son asistidas en su plegamiento por otras proteínas llamadas chaperonas.. Hemos observado que varias formas mutantes de PCC pueden restablecerse a su actividad normal si se les ayuda a plegarse correctamente usando estas proteínas chaperonas. En nuestro estudio, Examinaremos una serie de productos químicos que también pueden funcionar como chaperonas y ayudar con el plegamiento de proteínas con miras a restaurar la actividad completa en formas mutantes de PCC. Este trabajo ocurrirá inicialmente en un sistema de expresión de PCC bacteriano para identificar compuestos prometedores y luego, dependiendo del progreso, pasar al tratamiento de células derivadas de pacientes PCC humanos. Estos estudios tienen el potencial de servir como un primer paso inicial en el diseño racional de una estrategia de medicina personalizada para pacientes con mutaciones específicas que causan AP.

Resumen de investigación PAF Elango

PAF Awards $44,253 Nueva beca de investigación

Rajavel Elango, PhD, Universidad de Columbia Britanica

“Optimización de aminoácidos en alimentos médicos para controlar la acidemia propiónica ”

Acidemia propiónica (Pensilvania) es causada principalmente por un defecto enzimático, propionyl-CoA carboxylase (PCC), en la vía catabólica de valina, isoleucina y otros precursores propiogénicos. El manejo dietético de la AP depende principalmente de la restricción de proteínas de los alimentos para reducir el suministro de aminoácidos propiogénicos., y el uso de alimentos medicinales especiales. Estos alimentos médicos contienen todos los aminoácidos y nutrientes esenciales., pero sin compuestos propiogénicos. Recientemente, Han surgido preocupaciones sobre su uso, debido al contenido desequilibrado de los aminoácidos de cadena ramificada (BCAA) – alto contenido de leucina, a mínima o nula valina e isoleucina. La mezcla desequilibrada de BCAA afecta negativamente las concentraciones plasmáticas de valina e isoleucina., y se ha propuesto que afecta el crecimiento en pacientes pediátricos con AP.

En un estudio retrospectivo de historia natural en curso (n = 4), pacientes con PA tratados en nuestro centro desde el nacimiento (o diagnóstico) hasta los 18 años, observamos que una mayor ingesta de alimentos medicinales (en comparación con la proteína intacta) resulta en puntajes Z de ht-for-age más bajos. Basado en estos datos piloto, Proponemos que existe una necesidad inmediata de determinar las cantidades óptimas de leucina que deben estar presentes en los alimentos médicos..

Por lo tanto, Los objetivos específicos del presente estudio son::

  1. Estudios de isótopos estables
    1. Determine la proporción ideal entre BCAA en niños usando el método de aminoácidos indicadores basados ​​en isótopos estables para optimizar la síntesis de proteínas en un enfoque de Prueba de Principio.
    2. Pruebe la proporción entre BCAA utilizando el mismo método estable basado en isótopos en nuestra cohorte de pacientes con AP para determinar el impacto en la síntesis de proteínas., y respuestas de metabolitos plasmáticos.
  2. Determinar el impacto del uso de productos naturales. (intacto) vs fórmula (comida medica) proteína antropométrica, resultados bioquímicos y clínicos a través de un estudio retrospectivo de historia natural de pacientes con AP tratados en el BC Children's Hospital.

Las pautas dietéticas recientes para la AP están desalentando la dependencia de los alimentos médicos como única fuente dietética. Sin embargo, la mayoría de las personas con AP están en riesgo de desnutrición y dependen de estos alimentos médicos como una fuente de energía y proteína fácilmente tolerable.. Así, Es necesario determinar la proporción óptima de BCAA en alimentos médicos de AP para optimizar la síntesis de proteínas., promover el anabolismo, crecimiento y prevenir la acumulación de metabolitos tóxicos.

Nuestro laboratorio, equipado con el uso de nuevos trazadores de isótopos estables para examinar el metabolismo de proteínas y aminoácidos, es ideal para abordar la cuestión de la proporción ideal de BCAA que se utilizará para el tratamiento dietético de la AP y potencialmente afectar los resultados de salud.

 

Las pautas de nutrición acidemia propiónica se publican ahora

Grandes noticias - Los “Acidemia propiónico pautas de nutrición” se publican ahora!

El Comité de Nutrición de la directriz se complace en anunciar que la acidemia orgánica de grupo de trabajo ha hecho pública la “acidemia propiónica (APUNTALAR) Directrices de nutrición”en febrero de, 2019 cuestión de Genética Molecular y Metabolismo. El artículo está disponible y se puede descargar sin costo alguno https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2019.02.007.

Publicación de la Guía PROP / PA en Nutrición Genética Molecular y Metabolismo trae la evidencia más reciente- y recomendaciones de gestión de la nutrición basadas en el consenso a la atención de los médicos, researchers, Responsables políticos, aseguradoras, y los pacientes.

El nuevo Pautas para el manejo de la nutrición para PROP / PA proporcionar:

  • Incluyendo nuevas direcciones:
    • Un mayor énfasis en las necesidades nutricionales tales como la ingesta de nutrientes, intervenciones nutricionales, suplementación, etc.
    • Menos énfasis en el tratamiento médico que ha sido cubierto en publicaciones anteriores;
    • Los temas adicionales tales como el monitoreo para asegurar la adecuación nutricional, problemas nutricionales con embarazo y la lactancia, manejo nutricional de complicaciones secundarias tales como pancreatitis, y, finalmente, una sección dedicada trasplante de hígado y el manejo nutricional antes, during, y después del procedimiento.

 

Dos piezas orientadas al consumidor, Frequently Asked Questions and a Resumen del consumidor, proporcionar a los pacientes y las familias con información para usar en la interacción con sus proveedores. El resumen se destacan las principales recomendaciones y sugiere preguntas que los pacientes y sus familias pueden querer discutir con el equipo metabólica.

  • Cuando los pacientes y proveedores de atención médica (PCH) tener la misma información, que pueden trabajar juntos como un equipo para identificar el tratamiento que es mejor para la situación del paciente.
  • Puede acceder a estas piezas en la genética del metabolismo Dietistas Internacional (GM) o sitios web sudeste de Genética de red situado en http://www.Southeastgeneticsnetwork.org/ngp y http://www.GMDI.org
  • Las nuevas directrices deberían conducir a una mayor consistencia de la atención en los centros.
    • Hay varios recursos importantes incluidas en las directrices que incluyen consumo de nutrientes recomendado, horarios de monitoreo, y mesas de intervenciones nutricionales.
    • Un sitio web que proporciona todos los recursos y referencias utilizadas para elaborar las directrices está disponible para que los médicos de atención de la salud y otras personas pueden obtener fácilmente la información de antecedentes relacionados con las directrices en los sitios web mencionados anteriormente.
    • La evidencia método de desarrollo utilizado directrices de la investigación publicada, literatura médica basada en la práctica y los procesos de consenso de expertos.

Acidemia propiónica Fundación Beca de Investigación – Ricardo

PAF Awards $33,082.12 Beca de investigación en 2019

PAF Awards $30,591 Subsidio de Continuación en 2020

Eva Richard, PhD, Universidad Autonoma de Madrid, España

“Los cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas como un nuevo modelo para el desarrollo de la terapia en acidemia propiónica”

La comprensión de los mecanismos celulares y moleculares que se producen en las enfermedades genéticas es esencial para la investigación de nuevas estrategias para su prevención y tratamiento. En este contexto, células madre pluripotentes inducidas (IPSC) ofrecer oportunidades sin precedentes para el modelado de enfermedades humanas. Uno de los poderes fundamentales de la tecnología de IPSC radica en la capacidad de estas células para ser dirigido a convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo, lo que permite a los investigadores examinar mecanismos de la enfermedad e identificar y probar nuevas terapias en tipos de células relevantes.

El objetivo principal de este proyecto se centra en la generación de cardiomiocitos derivados de IPSC humanos (hiPSC-CM) de acidemia propiónica (Pensilvania) pacientes como un nuevo modelo celular humano para el disease.In PA, síntomas cardíacos, a saber, la disfunción cardíaca y arritmias, han sido reconocidos como complicaciones de aparición tardía progresiva que resulta en una de las principales causas de mortalidad por enfermedades. Usando hiPSC-CM vamos a estudiar los procesos celulares, tales como la función mitocondrial y el estrés oxidativo, que han sido reconocidos como principales contribuyentes para PA fisiopatología. en adición, Nuestro objetivo es desentrañar nuevas vías alterado usando técnicas de alto rendimiento tales como RNAseq y análisis miRNA. También examinaremos los posibles efectos beneficiosos de un antioxidante y un activador de la biogénesis mitocondrial en cardiomiocitos PA. Los resultados que se derivan de este proyecto serán relevantes para la enfermedad proporcionando información sobre los procesos biológicos afectados, y proporcionando de este modo herramientas y modelos para la identificación de tratamientos adyuvantes novedosas para PA.

Actualización de abril 2020 – Eva Richard PhD

Gracias a la acidemia propiónica (Pensilvania) Fundación, hemos desarrollado un nuevo modelo celular de PA basado en células madre pluripotentes inducidas (IPSC) con el objetivo de definir nuevos mecanismos patológicos de AP que podrían ser posibles dianas terapéuticas.. Tradicionalmente, fisiopatología de la enfermedad se ha estudiado en líneas celulares inmortalizadas o humanos y en modelos animales. Unfortunately, Las células inmortalizadas a menudo no responden como las células primarias y los modelos animales no recapitulan exactamente los síntomas clínicos de los pacientes.. So far, pacientes derivados de fibroblastos se han utilizado principalmente como modelos celulares in PA debido a su disponibilidad y robustez, pero tienen limitaciones importantes. La capacidad de reprogramar células somáticas a células iPS ha revolucionado la forma de modelar enfermedades humanas. Para el estudio de las enfermedades raras,
modelos de células madre portadoras de mutaciones específicas del paciente se han vuelto muy importante como todos los tipos de células pueden diferenciarse de las células iPS.

Hemos generado y caracterizado dos líneas de iPSC a partir de fibroblastos derivados de pacientes con defectos en los genes PCCA y PCCB.; y un control isogénico en el que se corrigió genéticamente la mutación del paciente PCCB mediante tecnología CRISPR / Cas9. Estas líneas de iPSC se han diferenciado con éxito en cardiomiocitos.,
y su presencia se estableció fácilmente mediante la observación visual de regiones que se contraen espontáneamente y mediante la expresión de varios marcadores cardíacos. Los cardiomiocitos derivados de PCCA iPSC mostraron un consumo reducido de oxígeno, una acumulación de cuerpos residuales y gotitas de lípidos, y aumento de la biogénesis ribosomal. Además, encontramos un aumento de los niveles de proteína de HERP, GRP78, GRP75, SIG-1R y MFN2 sugiriendo
estrés del retículo endoplásmico y perturbaciones del calcio en estas células. También analizamos una serie de miARN enriquecidos en corazón que previamente se encontraron desregulados en el tejido cardíaco de un modelo murino de PA y confirmamos su expresión alterada..

El presente estudio representa el primer reporte de la caracterización de cardiomiocitos derivados de iPSCs generados por reprogramación de fibroblastos de pacientes con AP.. Nuestros resultados proporcionan evidencia de que varios patomecanismos pueden tener un papel relevante en la disfunción cardíaca., una complicación común en la enfermedad de PA. Este nuevo modelo de PA celular ofrece una poderosa herramienta para desentrañar el mecanismo de la enfermedad y, potencialmente, para habilitar la droga
pruebas de detección / detección de drogas. A pesar de la mejora de la terapia en las últimas décadas, el resultado de los pacientes con AF sigue siendo insatisfactorio, destacando la necesidad de evaluar nuevas terapias destinadas a prevenir o aliviar los síntomas clínicos. Se requiere investigación adicional para determinar la contribución de los mecanismos identificados en este trabajo al fenotipo cardíaco y cómo este conocimiento puede ayudar a formular mejores tratamientos terapéuticos personalizados.
estrategias en el futuro.

Agradecemos sinceramente a la Fundación Acidemia Propiónica por apoyar nuestra investigación., lo que ha resultado en una experiencia verdaderamente motivadora para nosotros, sentir que pertenecemos a la familia de investigación de PA. La financiación que recibimos ha dado lugar a importantes avances en la fisiopatología de la AP, y nuestro objetivo es continuar esta investigación en un futuro próximo.

actualización de septiembre 2019 – Eva Richard PhD

Hay una necesidad clínica insatisfecha de desarrollar terapias eficaces para la acidemia propiónica (Pensilvania). Los avances en el tratamiento de apoyo basado en la restricción dietética y suplementos de carnitina han permitido a los pacientes a vivir más allá del período neonatal. Sin embargo, el resultado global sigue siendo deficiente en la mayoría de los pacientes, que sufren de numerosas complicaciones relacionadas con la progresión de la enfermedad, entre ellos alteraciones cardíacas, una causa importante de morbilidad y mortalidad PA. In our research, hemos desarrollado un nuevo modelo celular de la AP basado en células madre pluripotentes inducidas (IPSC) con el objetivo de definir nuevas vías moleculares implicadas en la fisiopatología de la PA, que sería el tratamiento potencial de la orientación.

Tradicionalmente, fisiopatología de la enfermedad se ha estudiado en líneas celulares inmortalizadas o humanos y en modelos animales. Unfortunately, immortalizedcells menudo no responden como células primarias y modelos animales no recapitulan exactamente síntomas de los pacientes. So far, pacientes derivados de fibroblastos han sido modelos celulares principalmente usedas en Padue a theiravailability y robustez, pero tienen limitaciones importantes.

La capacidad de reprogramar células somáticas a células iPS ha revolucionado la forma de modelar enfermedades humanas. Para el estudio de las enfermedades raras, modelos de células madre portadoras de mutaciones específicas del paciente se han vuelto muy importante como todos los tipos de células pueden diferenciarse de las células iPS. Hemos generado y caracterizado dos líneas IPSC partir de fibroblastos de pacientes derivados con defectos en PCCA y PCCB genes. Estas líneas IPSC pueden diferenciarse en cardiomiocitos que imitan las características específicas de tejido de la enfermedad. La presencia de cardiomiocitos PA ha sido fácilmente establecido por observación visual de las regiones de contratación espontáneamente, y la expresión de varios marcadores cardíacos. Hemos observado que los cardiomiocitos PCCA deficientes presentan un aumento en productos de degradación y en las gotitas de lípidos, y exhibir la disfunción mitocondrial en comparación con células de control. Descubrimos además la baja regulación de varios miRNAs en cardiomiocitos PCCA comparación con el control queridos, y varios objetivos miRNAs actualmente están siendo analizadas con el fin de investigar los mecanismos patológicos celulares subyacentes. Interestingly, hemos realizado varios experimentos para analizar el efecto del activador de la biogénesis mitocondrial, compuesto MIN-102 (agonista PPAR, derivado de pioglitazona) en cardiomiocitos.

Los resultados preliminares mostraron un aumento en las células PCCA y control rateof consumo de oxígeno. In our next steps, tenemos la intención de completar el análisis de la línea de cardiomiocitos PCCA, caracterizar los cardiomiocitos PCCB y para estudiar en profundidad el potencial terapéutico de MitoQ y compuestos MIN-102.

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

actualización de marzo 2020

"Cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas como un nuevo modelo para el desarrollo de la terapia en la acidemia propiónica".

Eva Richard, Associate Professor

Hay una necesidad clínica insatisfecha de desarrollar terapias eficaces para la acidemia propiónica (Pensilvania). Los avances en el tratamiento de apoyo basado en la restricción dietética y suplementos de carnitina han permitido a los pacientes a vivir más allá del período neonatal. Sin embargo, el resultado global sigue siendo deficiente en la mayoría de los pacientes, que sufren de numerosas complicaciones relacionadas con la progresión de la enfermedad, entre ellos alteraciones cardíacas, una causa importante de morbilidad y mortalidad PA. In our research, hemos desarrollado un nuevo modelo celular de la AP basado en células madre pluripotentes inducidas (IPSC) con el objetivo de definir nuevas vías moleculares implicadas en la fisiopatología de la PA que podrían ser posibles dianas terapéuticas.

Tradicionalmente, fisiopatología de la enfermedad se ha estudiado en líneas celulares inmortalizadas o humanos y en modelos animales. Unfortunately, Las células inmortalizadas con frecuencia no responden como células primarias y modelos en animales no exactamente los síntomas de los pacientes recapitular. So far, pacientes derivados de fibroblastos se han utilizado principalmente como modelos celulares in PA debido a su disponibilidad y robustez, pero tienen limitaciones importantes.

La capacidad de reprogramar células somáticas a células iPS ha revolucionado la forma de modelar enfermedades humanas. Para el estudio de las enfermedades raras, modelos de células madre portadoras de mutaciones específicas del paciente se han vuelto muy importante como todos los tipos de células pueden diferenciarse de las células iPS. Hemos generado y caracterizado dos líneas iPSC a partir de fibroblastos de pacientes derivados con defectos en la PCCA y PCCB genes. Estas líneas IPSC pueden diferenciarse en cardiomiocitos que imitan las características específicas de tejido de la enfermedad. La presencia de los cardiomiocitos se ha fácilmente establecido por observación visual de las regiones espontáneamente contráctiles, y la expresión de varios marcadores cardíacos. cardiomiocitos derivados de iPSC PCCA exhibieron una alteración del proceso de autofagia con una acumulación de cuerpos residuales y la disfunción mitocondrial que se caracterizan por la reducción de consumo de oxígeno y la alteración de la biogénesis mitocondrial debido a una desregulación de PPARGC1A. También se evaluó la expresión de miRNAs corazón enriquecida previamente asociados con la disfunción cardíaca y varios miRNAs se encontraron desregulado. Además, se halló una mayor niveles de proteína de Herp, GRP78, Grp75, sugiriendo ER estrés y calcio perturbaciones sigma-1R y MFN2 en estas células.

Estamos planeando para analizar los cardiomiocitos PCCB comparar los resultados con los datos de control y PCCA. Estamos trabajando para obtener cardiomiocitos maduros con el fin de realizar estudios de electrofisiología (corrientes de K +) utilizando un método de patch clamp de célula completa. Estamos interesados ​​en el estudio de los cardiomiocitos firma comparando bioenergéticos específicos de tejidos derivados de células iPS y control de PA patients' mediante microarrays de proteínas de fase inversa (RPPMA). El trabajo futuro también incluye probar el efecto del activador de la biogénesis mitocondrial, compuesto MIN-102 (agonista PPAR, derivado de pioglitazona) y de la orientación mitocondrial antioxidante MitoQ en cardiomiocitos PA.

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

 

 

 

Acidemia propiónica Fundación Beca de Investigación Zhang Guofang

PAF Awards $48,500 Research Grant

Zhang Guofang, PhD, Duke University

“Propionil-CoA y propionilcarnitina median complicaciones cardíacas en pacientes con acidemia propiónica”

La producción de energía es el metabolismo cardíaco central para el trabajo mecánico continuo. Un corazón humano adulto promedio consume ~ 6 kg ATP / día. almacenamiento de ATP en el corazón es sólo suficiente para mantener los latidos del corazón durante unos segundos. Un metabolismo energético cardiaco fuertemente acoplado de diversos sustratos es crítico para la producción de ATP suficiente requerida por la función normal del corazón.

Una molécula de ácido palmítico (ácido graso) genera mucho más ATP de una molécula de glucosa hace después de que sus completas ácidos metabolism.Fatty contribuyen ~ 70-90% la producción de energía cardiaca en condiciones normales. Sin embargo, corazón todavía mantiene una alta flexibilidad de cambio de combustible en respuesta a diversos sustratos disponibles. Acetil-CoA es el primer metabolito convergente derivado de los diversos sustratos de combustible a través de diferentes vías y entra en el ciclo del ácido tricarboxílico (TCAC) para la producción de energía. Por lo tanto, el nivel de la acetil-CoA o la relación de la acetil-CoA / CoA controla estrechamente los flujos metabólicos de dos combustibles principales, es decir, glucosa y ácido graso, en el corazón. Acetil-CoA o nivel CoA también está finamente sintonizados por el carnitina acetiltransferasa (CRÁTER) que cataliza la interconversión reversible entre de cadena corta acil-CoAs y acylcarnitines.Acetylcarnitine nivel es de ~ 10-100 veces mayor que la de la acetil-CoA en el corazón y es visto como el tampón de la acetil-CoA. CRAT es altamente expresado en órganos de alta energía exigentes incluyendo el corazón y media de ácidos grasos y metabolismo de la glucosa posiblemente por interconvertir dinámicamente acetil-CoA y acetilcarnitina en cada deficiencia other.The de CRAT se ha demostrado que cambiar la selección del combustible cardiaca.

Acidemia propiónica (Pensilvania) a menudo se asocia con complicaciones cardíacas. Sin embargo, el mecanismo patológico sigue siendo desconocida. Hemos demostrado que la alta propionato exógeno condujo a la acumulación de propionil-CoA y el interruptor de combustible cardiaca a partir de ácido graso a la glucosa en los corazones de ratas normales perfundidos (A.m. J Physiol. Endocrinol. Metab., 2018.315:E622-E633). La deficiencia de propionil-CoA carboxilasa en PA también induce la acumulación de propionil-CoA. Próximo, vamos a tratar de entender si y cómo el elevado propionil-CoA en el PCCA-/- corazón (colaboración con el Dr.. Michael Barry)podría interrumpir el metabolismo energético cardiaco mediante la investigación de la flexibilidad de cambio de combustible, CRAT metabolismo mediado, y tampón capacidad de acetilcarnitina usando análisis de flujo metabólico a base de isótopos estables (J. Biol. Chem., 2015,290:8121-32). Esperamos que el resultado de este proyecto proporcionará recomendación terapéutica significativa para los pacientes con PA, especialmente con la complicación cardiaca.

Liver Transplantation Part 2

Liver Transplantation

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

James Squires, Maryland, 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 (Pensilvania). 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. Sin embargo, 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, Maryland, PhD. Our Director of Pediatric Transplantation, George Mazariegos, Maryland, 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 y 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. Sin embargo, 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, sin embargo, 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.