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.
