Acidémie propionique / Résumé de la conférence sur l'éducation familiale de l'acidémie méthylmalonique

Résumé de la conférence sur l'éducation familiale PA / MMA

Le 4 mars, la Propionic Acidemia Foundation s'est associée à Lurie's Children's Hospital pour une conférence familiale combinée PA / MMA. Nous avons pu nous rencontrer dans leur centre de conférence. Familles de la région de Chicago, as well as, familles du Wisconsin, Indiana, Missouri, California, et le Michigan étaient présents. Thankfully, la neige annoncée n'est pas arrivée avec les participants. Pendant les repas et entre les présentations, les familles ont pu se rendre visite. Il y avait une mine d'informations partagées entre les familles.

Drs. Prada et Baker ont donné un aperçu de l'acidémie propionique et de l'acidémie méthylmalonique. Madi Hankins, un conseiller en génétique, a fait une présentation sur l'évaluation des risques et la planification familiale. Elle a expliqué la probabilité d'avoir un enfant avec PA/MMA, différentes options de test in utero pour déterminer si un fœtus est atteint d'AP, possibilités de procréation assistée, et adopter.

Durant le diner, Carly Abate, un spécialiste de la vie de l'enfant, a animé une séance en petits groupes sur la prise en charge de l'aidant naturel. Au sein de petits groupes, les participants ont discuté de soins personnels et de conseils & astuces pour traiter avec PA / MMA. Certains des soins personnels que les individus ont mentionnés comme les aidant à faire face au stress étaient: faire de la moto, tricot, en cours, pleine conscience, et yoga.

Caroline Serbinski, un conseiller en génétique a donné un aperçu des registres et des essais cliniques. Ann Kozek, un diététicien, a fait une présentation sur la nutrition en PA/MMA.

Brittany Smith, Le trésorier de PAF a parlé de la préparation aux situations d'urgence et a présenté le carnet de soins mis à jour de PAF et le nouveau manuel de préparation aux situations d'urgence pour les personnes atteintes d'acidémie propionique / acidémie méthylmalonique.

Brenden Pragasam, frère d'Aidan avec PA, a pu donner à chacun un aperçu du prototype de petite pompe d'alimentation qu'il développe.

Nous sommes reconnaissants du soutien de CoA, Moderne, HemoShear, et Nutricia pour le parrainage de la conférence. Nous avons eu la chance que Garrett Austin prenne des photos lors de l'événement. Le Penny's Purpose a fourni des couvertures faites à la main aux personnes présentes. Zoia Pharma a fourni des aliments à faible teneur en protéines que les participants ont pu emporter chez eux. Cambrooke a fourni des chips et des pâtes à faible teneur en protéines.

©Garrett Wade Austin

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PI: Pawel Swietach, Professeur de physiologie, Département de physiologie, Anatomie & Genetics, Université d'Oxford, Angleterre

"Nouveau paradigme pour atténuer les conséquences cardiaques de l'acidémie propionique: détournant l'excès de propionate vers la réserve de bêta-alanine du cœur ».

Au printemps de 2023, Le PAF a attribué une nouvelle bourse de $50,000 for 6/1/2023-5/31/2024

Que peuvent nous dire les souris PA sur les nouvelles façons d'atténuer la toxicité du propionate dans le cœur?

Merci au généreux soutien de la Propionic Acidemia Foundation, notre laboratoire de recherche à Oxford, UK, a rejoint les efforts mondiaux pour trouver de nouveaux traitements pour le propionique
acidémie (Pennsylvanie). Je suis ravi d'annoncer qu'au début de cette année, notre proposition de projet de continuation a été financée. Au nom de mon groupe, Je tiens à remercier le conseil d'administration du PAF et les donateurs pour leur soutien.

Cet article vous fournit quelques informations sur nos réalisations récentes et nos projets futurs. Notre groupe s'est intéressé à l'AP vers 2015, lorsque nous avons réalisé que notre
l'expertise en recherche cardiaque pourrait aider les familles touchées par l'AP. En tant que scientifique, Je crois que notre travail est un service à la communauté, et il est donc de notre devoir de tendre la main à ceux qui peuvent bénéficier de nos connaissances scientifiques. Pendant de nombreuses années, nous avions étudié les effets de l'acidité sur le cœur dans le contexte plus large des maladies cardiaques, comme l'ischémie et l'hypertrophie. Nous avons estimé que les prochaines étapes devraient tenir compte de ce qui se passe dans les formes rares d'acidose qui résultent de troubles métaboliques héréditaires. Parmi les acidémies organiques, nous avons senti que nous pouvions contribuer à l'étude de l'AP, parce que l'anion organique qui s'accumule (propionate) avait des actions puissantes aux côtés de l'acidité. Nous nous sommes connectés avec CLIMB, une association basée au Royaume-Uni qui soutient les familles touchées par des erreurs innées du métabolisme, comprendre comment nous pouvons utiliser notre expertise pour résoudre certains des problèmes urgents auxquels sont confrontés les patients atteints d'AP. CLIMB a fourni un financement de démarrage qui a lancé nos recherches et nous a mis en contact avec des collègues de l'hôpital Great Ormond Street, où de nombreux enfants touchés par des maladies rares reçoivent un traitement.. Le financement de CLIMB nous a permis de collecter des données pilotes, qui a servi de base à une proposition de projet de recherche doctorale. Un doctorant, Parc KC, s'est chargé de ce projet, malgré tous les risques perçus associés à l'étude des maladies rares. KC a entrepris des efforts héroïques pour caractériser les effets du propionate sur le cœur. Les résultats étaient prometteurs et nous avons décidé de faire un autre investissement stratégique: apportant un modèle de souris de PA à Oxford avec l'aide de Michael A. Barry aux États-Unis et Lourdes Desviat en Espagne. Cette connexion rendue possible grâce au PAF! L'entretien des souris coûte très cher mais le coût était bien justifié sur la base de la qualité des données collectées par KC.

La prochaine étape a été notre collaboration avec Tom Milne qui est professeur d'hématologie à Oxford et Nick Crump qui est maintenant chercheur indépendant à Londres.. Nous avons rapidement
réalisé que nos compétences se rejoignaient et que nous pouvions faire des découvertes importantes dans le domaine de l'AP. C'est ainsi que nous nous sommes lancés dans un projet visant à étudier les effets du propionate sur les échafaudages à base de protéines qui contiennent l'ADN. Ces structures, appelés histones, réguler l'activité des gènes, les commuter entre un état « on » et « off ». Nous avons constaté que les souris affectées par l'AP subissent de profonds changements dans les gènes qui sont pertinents pour la contraction cardiaque. Donc, nous avons montré qu'une maladie d'un gène spécifique (here, codant pour la propionyl CoA carboxylase) provoque une myriade de changements secondaires dans l'expression des gènes: un nouveau paradigme dans les maladies héréditaires. Les expériences qui étudient les échafaudages d'ADN sont complexes et coûteuses, mais nous avons pu
les poursuivre avec l'aide du PAF.

Les efforts scientifiques sont conçus pour être fondés sur des hypothèses, mais beaucoup (trop?) les découvertes surviennent par hasard. C'est à la fois une source de frustration, en raison de l
perception que les bonnes choses arrivent par hasard, et l'excitation, parce que quand les découvertes arrivent, ils apportent beaucoup de joie. Le travail de laboratoire méticuleux de KC a conduit à une découverte frappante selon laquelle le cœur des souris PA mâles est moins gravement affecté que celui des femelles. C'est surprenant car les deux sexes portent le même défaut génétique. Nous pensons que c'est important
car cela suggère que les souris mâles doivent avoir une sorte de mécanisme de protection qui fait défaut aux femelles. L'exploitation de ce phénomène naturel pourrait constituer la base de nouvelles thérapies pour les personnes atteintes d'AP. Par example, si les souris mâles PA ont un moyen de réduire la toxicité du propionate, nous voulons savoir quel est ce mécanisme, et comment nous pouvons
mettre en œuvre chez les patients PA.

Notre découverte a été réalisée en comparant les réponses d'expression génique à l'AP chez des souris mâles et femelles à l'aide d'une technologie appelée RNAseq. Cette méthode compte le nombre de
« messages » émis par des gènes qui ordonnent à la cellule de fabriquer des protéines. Certains de ces messages sont émis par erreur car ils codent pour des protéines qui ne devraient pas être fabriquées, ou sont faites dans le mauvais montant. Nous avons observé que les changements aberrants du niveau de message étaient plus fréquents chez les souris femelles. Avec Tom et Nick, nous avons lié cela à la manière dont
le propionate affecte chimiquement les histones. Les cœurs de souris femelles affectés par l'AP avaient des niveaux plus élevés de la forme réactive du propionate, appelé propionyl-CoA. En utilisant une technique appelée
immunoprécipitation de la chromatine, nous avons constaté que les souris femelles souffraient de modifications chimiques plus sévères des histones, ce qui amène leur cœur à s'engager dans la
modifications de l'expression génique susmentionnées. Conformément à ces changements fondamentaux au niveau moléculaire, nous avons constaté que la contraction cardiaque était compromise de manière plus significative chez les souris femelles PA.

Nous voulions comprendre comment les souris mâles PA obtiennent leur effet protecteur. Pour remédier à ce, nous avons traité nos échantillons pour analyse par notre collègue d'Oxford, James
McCullagh. James donne accès à une méthode, appelée métabolomique, qui mesure chaque métabolite majeur dans le cœur, et nous permet de rechercher des modèles. C'est normalement très
cher à courir, et nous remercions son équipe de nous avoir accordé du temps sur son set-up. Les données de James ont confirmé que les souris femelles avaient canoniquement des changements plus profonds dans les métabolites
associé à l'AP. Les mêmes données ont révélé quelque chose de déroutant: qu'une classe spécifique de substance semble plus abondante chez les hommes que chez les femmes. Nous avons été surpris car
ces substances ont jusqu'à présent été considérées comme plutôt inertes. Cependant, d'autres mesures ont montré que ces substances associées aux hommes sont loin d'être des spectateurs inertes: ils
peut expliquer pourquoi les souris mâles ont un certain degré de protection contre l'AP. Ces substances sont, En fait, un réservoir d'acides aminés capable d'absorber l'excès de propionate. Cela signifie que
les niveaux de propionate peuvent être tamponnés par cette « éponge » protectrice et réduire le fardeau de la maladie.

So far, nous avons présenté le travail lors de réunions à Berlin et à Budapest. KC a même remporté un prix pour son exposé scientifique! Nous préparons actuellement un manuscrit pour publication dans une revue scientifique
journal. Notre prochaine étape consiste à étudier cette voie plus en détail, d'abord chez la souris, puis chez les patients PA. Voici comment nous utiliserons le financement du PAF. Notre plan pour l'année à venir est de caractériser ce système tampon, et chercher des moyens de le forcer à fonctionner à un rythme accéléré, afin que le propionate soit épongé avant qu'il ne puisse causer des dommages. Il s'agit d'une première étape, mais nécessaire, pour convaincre la communauté scientifique que notre hypothèse est valide et que des efforts supplémentaires pour rechercher des traitements basés sur l'idée de "l'éponge de propionate" sont justifiés.. La raison pour laquelle nous sommes optimistes à ce sujet, est parce que le tampon propionate pourrait être activé par des changements de régime alimentaire, plutôt que la thérapie génique. Ceci est important car tous les patients AP ne sont pas éligibles à la thérapie génique, même dans les essais cliniques. Les traitements basés sur le régime alimentaire ont souvent une voie accélérée pour être approuvés par les autorités.

Last year, nous avons été ravis de démarrer un projet avec une société basée à Oxford appelée EVOX Therapeutics qui développe des moyens d'administrer des médicaments aux cellules à l'aide de petites particules,
appelés exosomes, qui sont naturellement produits par le corps. Nous avons présenté nos idées sur l'AP, et l'entreprise était heureuse de collaborer. Ce fut une percée pour nous, parce que
le soutien de l'industrie est essentiel pour faire progresser notre recherche vers le marché. Heureusement, la merveilleuse équipe d'EVOX a été incroyablement favorable à nos idées. Dans le futur proche, nous espérons apporter de bonnes nouvelles sur de meilleures façons d'administrer les médicaments directement là où ils sont nécessaires chez les patients atteints d'AP.

Alors que la notion de recherche en tant que service fait partie du tissu qui fait de moi un scientifique, Je suis également réaliste quant aux défis auxquels nous sommes confrontés pour faire fonctionner la recherche.
La science est un sport d'équipe qui repose sur la rétention des personnes les plus brillantes. Les scientifiques consacrent de nombreuses heures au laboratoire, face aux perspectives de nombreuses expériences ratées flanquées de moments de
euphorie quand les choses fonctionnent comme prévu (ou encore mieux … quand quelque chose de surprenant se produit). Today, nombre de nos scientifiques les plus brillants ne peuvent pas poursuivre leurs ambitions parce que
du manque de financement. Vos contributions font la différence. Même si un projet ne tient pas ses promesses sur papier, il a encore permis le plus haut niveau de formation pour
des scientifiques qui continueront de s'attaquer aux problèmes d'actualité qui affectent notre santé et notre bien-être. Les maladies rares sont, malheureusement, faible sur la liste prioritaire des agences de financement nationales et internationales déjà étirées. Des organisations comme PAF jouent un rôle essentiel en fournissant des opportunités de financement qui n'existeraient pas autrement. Nous espérons qu'en signalant de nouvelles façons de penser à l'AP, nous pouvons attirer davantage l'attention des principaux bailleurs de fonds sur le domaine des acidémies organiques.

Merci aux vaillants efforts déployés par les familles PAF, membres du conseil d'administration, volunteers, and donors, cette recherche a été possible. Merci pour votre soutien, et est resté à l'écoute.
N'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations.

Pawel Swietach
Professeur de physiologie
Département de physiologie, Anatomie &ampli; Genetics
Université d'Oxford

 

 

Juillet 21-22 Collecte d'informations sur les hôtels PA

Hôtels locaux

Jardin de l'Hilton (Wooster) 330-202-7701

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Hôtel pavé (Orville) 330-682-1711

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L'auberge du livre d'histoires (Cédron) 330-828-1126

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Conférence familiale 2023

2023 Inscription à la conférence PA


Pleins feux sur la journée des maladies rares

 

JOURNÉE DES MALADIES RARES 2021 PROJECTEUR

Je tiens à remercier deux êtres humains extraordinaires qui ont aidé Vivienne tout au long de son parcours avec l'acidémie propionique. First, Je tiens à remercier Mme. chauffage, qui est la nutritionniste / diététicienne de Vivienne. Depuis qu'elle a pris le cas de Vivienne, La santé de Vivi s’est améliorée. Elle a fait une telle différence dans la vie de Vivienne! À présent, Je sais pourquoi tant de parents ont souligné l'importance d'un grand diététicien! Ms. Heather a été très attentionnée, très attentionné,un grand auditeur et très engagé dans le cas de Vivi!

Deuxième, Je tiens à remercier le Dr. boulanger! Dr. Baker a été un généticien extraordinaire! Son dévouement et ses soins incroyables ont aidé Vivi à rester à l'écart de nombreux séjours à l'hôpital. Je me sens tellement béni d'avoir à la fois le Dr. Baker et Mme Heather comme équipe de soins de Vivienne. Ils ont tous les deux gagné ma confiance. Dr. Baker et Heather ont vraiment fait une différence dans la vie de Vivienne!

Merci de la famille Lopez!

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Nalani a eu la chance d'avoir des personnes extraordinaires dans sa vie pour l'aider dans son voyage. Elle participe à un groupe social hebdomadaire à la Coeur Academy dans le Missouri depuis environ 6 years now. Ils se réunissent, parler de leur semaine, planifier des activités et jouer à des jeux. Ils cuisinent un “Fête de Thanksgiving” et échangez des cadeaux à Noël. Ils font du shopping et sortent pour manger ensemble. Elle est la seule fille et dit à tout le monde qu'elle rencontre qu'elle a 4 copains. Nalani est extrêmement sociale et ce programme lui a donné un groupe de vrais amis. Je leur suis tellement reconnaissant. Je ne sais pas ce qu'elle ferait sans Ann, Sarah et ses petits amis au groupe social! – Angela (photo de Nalani et de son professeur)

 

PAF Awards Bourse de recherche initiale Houten DeVita

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PI: Sander Houten, Doctorat, Département de génétique et sciences génomiques,

Institut Icahn pour la science des données et la technologie génomique, École de médecine Icahn du mont Sinaï, New York, US

 

 

 

Co-PI: Robert J. DeVita, Doctorat, Département des sciences pharmacologiques, Institut de découverte de médicaments,

École de médecine Icahn du mont Sinaï, New York, US

 

 

“La réduction des substrats en tant que nouvelle stratégie thérapeutique pour l’acidémie propionique »

Le métabolisme des acides aminés et en particulier la dégradation de la valine et de l'isoleucine sont une source importante de propionyl-CoA, le substrat de la propionyl-CoA carboxylase. Le traitement actuel de l'acidémie propionique vise à diminuer la dégradation de la valine et de l'isoleucine grâce à des régimes médicaux et à éviter le jeûne. Drs Houten et DeVita, les enquêteurs sur ce projet, visent à développer une thérapie de réduction de substrat pharmacologique pour l'acidémie propionique qui limite la dégradation de ces acides aminés. Ils proposent d'inhiber l'acyl-CoA déshydrogénase à chaîne courte / ramifiée (SBCAD) et isobutyryl-CoA déshydrogénase (ACAD8), qui sont impliqués dans la dégradation de l'isoleucine et de la valine, respectivement. On pense que l'inhibition de ces enzymes est sûre car contrairement à l'acidémie propionique, on pense que les défauts hérités de SBCAD et ACAD8 sont des conditions bénignes. Dans les modèles de lignées cellulaires, l'inhibition de la SBCAD à l'aide d'un KO génétique ou d'un inhibiteur était efficace et a conduit à une diminution prononcée du substrat de la propionyl-CoA carboxylase. Les chercheurs prévoient de trouver quelques inhibiteurs à succès de SBCAD et ACAD8 qui peuvent être encore optimisés et servir de point de départ pour un programme de découverte de médicaments translationnelle plus large pour le traitement de l'acidémie propionique..

Mise à jour des progrès d'avril 2022

En Janvier 2021, nous avons été reconnaissants de recevoir une bourse de recherche du PAF, ce qui nous a permis de démarrer le développement de la réduction des substrats pharmacologiques comme nouvelle approche thérapeutique de l'acidémie propionique. Pour ce projet, nous émettons l'hypothèse que nous pouvons obtenir une réduction cliniquement pertinente de l'accumulation de substrats de propionyl-CoA carboxylase en inhibant les enzymes qui jouent un rôle dans la dégradation des acides aminés à chaîne ramifiée. Spécifiquement, nous proposons d'inhiber l'acyl-CoA déshydrogénase à chaîne courte/ramifiée (SBCAD) et isobutyryl-CoA déshydrogénase (ACAD8), qui sont impliqués dans la dégradation de l'isoleucine et de la valine, respectivement. L'inhibition de ces enzymes devrait être sûre, car les défauts héréditaires de SBCAD et ACAD8 sont considérés comme des conditions bénignes. Dans les modèles de lignées cellulaires, l'inhibition de la SBCAD à l'aide d'un KO génétique ou d'un inhibiteur a été efficace, conduisant à une diminution prononcée des métabolites dérivés du propionyl-CoA. L'inhibition d'ACAD8 était moins efficace, qui peut s'expliquer par un chevauchement de la spécificité de substrat entre différentes acyl-CoA déshydrogénases. L'objectif de ce projet est d'identifier des inhibiteurs de petites molécules de SBCAD et d'ACAD8 qui peuvent être davantage validés pour servir de points de départ à un programme de découverte de médicaments translationnels plus large pour le traitement de l'acidémie propionique.. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons utilisé la bourse de recherche du PAF pour développer le in vitro dosages biochimiques et cellulaires utiles pour cribler la matière chimique afin d'établir si une petite molécule a la possibilité d'être un inhibiteur efficace de SBCAD ou ACAD8. Nous avons également effectué un criblage virtuel pour générer une liste de molécules inhibitrices candidates pour SBCAD et ACAD8. Parmi ces inhibiteurs potentiels de SBCAD, 91 ont été achetés et testés dans le test SBCAD. Unfortunately, aucun des composés n'a été capable d'inhiber la SBCAD avec une affinité élevée, probablement en raison des limitations de la modélisation informatique de la structure enzymatique. Ce résultat indique qu'un criblage à haut débit non biaisé plus important est nécessaire pour identifier les inhibiteurs à petites molécules frappés pour la SBCAD. Notre dosage enzymatique semble bien adapté à cette approche et cette approche a été appliquée avec succès à deux autres cibles enzymatiques en cours d'investigation par l'équipe (DHTKD1 [1] et domaine LOR de l'AASS (inédit)).

Les progrès réalisés avec les fonds du PAF nous ont permis de proposer ce projet de recherche pour le NIH Small Grant Program (R03) de l'Institut national de la santé infantile et du développement humain Eunice Kennedy Shriver (NICHD). Cette bourse a été attribuée en septembre 2021, ce qui nous a permis de poursuivre ce travail pour la prochaine 2 years. En collaboration avec les Drs. Vockley et Mohsen (Université de Pittsburgh), nous avons également postulé pour une subvention de projet de recherche des NIH (R01; Le potentiel thérapeutique de l'inhibition des acyl-CoA déshydrogénases impliquées dans la dégradation de la valine et de l'isoleucine). Cette proposition est actuellement à l'étude.

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PI: Pawel Swietach, Professeur de physiologie, Département de physiologie, Anatomie & Genetics, Université d'Oxford, Angleterre

"Propionylation aberrante des protéines et marques distinctes d'histones dans l'acidémie propionique: nouveaux mécanismes de la maladie et facteurs de risque de maladie cardiaque »

Le défi placé sur nos cœurs - se contracter et se détendre dans un ordre correct et avec une force adéquate - est formidable. L'élégante solution biologique à ce problème mécanique est un organe qui pompe des millions de litres de sang pour soutenir la vie pendant de nombreuses décennies.. Cependant, la qualité et la durée de vie d’une personne sont étroitement liées à la santé cardiaque. Grâce aux avancées scientifiques, de meilleurs traitements sont maintenant disponibles pour les maladies cardiaques, permettant aux patients de vivre plus longtemps et plus heureux. Notre objectif au centre d’excellence en recherche de la British Heart Foundation de l’Université d’Oxford est de garantir que les progrès scientifiques répondent à un large éventail de troubles, quelle que soit leur incidence.

Les problèmes cardiaques sont fréquents dans l'acidémie propionique (Pennsylvanie). Malheureusement, la cardiomyopathie dilatée et le syndrome du QT long sont souvent la cause de la mort infantile. Afin de traiter et prévenir ces problèmes cardiaques, il faut d'abord comprendre les mécanismes sous-jacents. Une fois ces processus décrits, notre objectif est d'identifier des cibles pour les médicaments ou les interventions. Nous pensons que cette ambition est réalisable grâce à la richesse des connaissances sur le cœur et au vaste répertoire de médicaments approuvés pour le traitement de diverses autres affections cardiaques.. Beaucoup de ces médicaments pourraient être «réutilisés» pour les troubles associés à l'AP, donner l'espoir à de nombreuses familles pour un traitement rapide.

Pour ce projet financé par le PAF, nous avons réuni un consortium de scientifiques désireux de consacrer leur expertise à l'étude de l'AP. L’expertise de mon laboratoire est en physiologie cellulaire cardiaque dans le contexte des troubles acido-basiques. Nous sommes rejoints par Tom Milne qui est professeur associé en épigénétique à Oxford, Holger Kramer, un expert en protéomique, et Steve Krywawych, biochimiste principal au Great Ormond Street Hospital de Londres. Les ressources et installations mises à disposition pour ce projet comprennent un modèle de souris d'AP, gracieuseté de Michael Barry et Lourdes Desviat, méthodes pour caractériser la fonction cardiaque du niveau de la cellule au niveau de l'organe, ainsi que des mesures des changements au niveau des protéines et des gènes. Cette approche interdisciplinaire mais ciblée nous permet d'identifier des cibles potentielles pour le traitement de l'AP. En effet, nos résultats préliminaires indiquent une de ces enzymes, et le but de ce projet est de tester et valider notre hypothèse.

L'AP est associée à des changements métaboliques majeurs, et beaucoup de ces substances ne sont pas simplement des intermédiaires dans une chaîne d'événements, mais peut avoir de fortes actions biologiques qui ne sont pas toujours intuitives à prédire. Notre projet examinera comment l'accumulation de propionate affecte les gènes cardiaques par une réaction chimique qui provoque des échafaudages d'ADN (appelés histones) pour «ouvrir» des gènes qui ne devraient normalement pas être exprimés dans un cœur sain. De nombreux gènes seront affectés par cela, mais certains sont plus étroitement liés au trouble cardiaque. Après avoir identifié ces gènes principaux, nous testerons dans quelle mesure leur blocage pourrait être curatif. En parallèle, nous étudierons si le propionate peut également réagir avec d'autres cibles dans la cellule, comme les protéines sous-tendant la contraction. En effet, nos travaux suggèrent qu'une piste de recherche prometteuse concerne le couplage dit excitation-contraction, un processus qui convertit l'électricité cardiaque en une réponse mécanique.

Nous sommes ravis de faire partie de la famille de recherche sur l'AP et souhaitons profiter de cette occasion pour inviter des patients, soignants, et supporters à notre laboratoire pour une visite.


Mettre à jour 8/2022 – Rapport final

PROPIONYLATION ABERRANTE DES PROTÉINES ET MARQUES HISTONE DISTINCTES DANS L'ACIDEMIE PROPIONIQUE: NOUVEAUX MÉCANISMES DE MALADIE ET ​​FACTEURS DE RISQUE POUR

MALADIE CARDIAQUE
Rapport final – août 2022
PI: Pawel Swietach (L'université d'Oxford)

Rapport non confidentiel pour diffusion

Patients touchés par l'acidémie propionique (Pennsylvanie) présente des perturbations dans les niveaux de métabolites, notamment propionique. Ce petit (trois carbones) la molécule est normalement produite
de la décomposition des substances dans l'alimentation, tels que les acides aminés à chaîne ramifiée et les acides gras impairs. In PA, cependant, les gènes responsables du traitement du propionate sont
inactivé par des mutations héréditaires. Une vision de longue date postule que le milieu biochimique qui en résulte est responsable du dysfonctionnement de plusieurs organes affectés dans l'AP.
Comprendre comment le cœur est affecté dans l'AP est particulièrement important, parce que de nombreux décès d'enfants ont été liés à des maladies cardiaques. Cependant, le mécanisme précis
le lien entre la perturbation métabolique et les maladies cardiaques dans l'AP n'est pas clair. Sans ces informations détaillées, il est difficile de proposer de nouveaux traitements et d'améliorer la prise en charge de la maladie avant
des thérapies géniques viables sont disponibles. Moreover, la connaissance des mécanismes moléculaires a un impact plus large sur la santé cardiaque, parce que des élévations de propionate ont également été
décrit dans d'autres maladies, comme le diabète.

L'objectif de notre projet PAF était d'étudier comment les dérèglements métaboliques de l'AP affectent les protéines par le biais de modifications dites post-traductionnelles., i.e. "édition" chimique
qui peuvent affecter leurs fonctions. Utilisation d'un modèle de souris de PA, nous avons montré que les histones, l'échafaudage protéique de l'ADN, subir deux types de modifications dans le cœur: propionylation et acétylation. Nous avons ensuite démontré comment ces actions affectent l'expression des gènes dans le cœur. Étonnamment, nous avons découvert que plusieurs gènes, précédemment impliqué dans les maladies cardiaques, s'activer de manière aberrante dans l'AP, et nous supposons que l'atténuation de cette réponse génétique induite par l'AP peut atténuer les changements pathologiques subis par les patients. Grâce à nos observations du modèle murin de PA, nous avons identifié une nouvelle voie biochimique qui offre un autre moyen de traiter l'excès de propionate dans le cœur. L'activation de cette voie a été associée à une présentation moins grave de la maladie chez la souris. Nous émettons l'hypothèse que cette voie pourrait être exploitée thérapeutiquement chez les patients PA, et nos objectifs immédiats pour l'avenir sont d'identifier la meilleure approche pour exploiter ce réservoir protecteur de propionate dans le cœur.

En résumé, le projet PAF a (je) fourni de nouvelles connaissances mécanistes sur la façon dont le propionate affecte le cœur à l'aide de méthodes de pointe en métabolomique, transcriptomique,
biologie de la chromatine, et physiologie, et (ii) a révélé de nouvelles voies de traitement du propionate qui contournent les enzymes mutées chez les patients PA.

 

PAF Awards Subvention de poursuite à Guofang Zhang à l'Université Duke

Guofang Zhang, PhD, Duke University

« Propionyl-CoA et des complications cardiaques propionylcarnitine médiatisent chez les patients présentant une acidémie propionique »

Mise à jour Mars 2023

La maladie cardiaque a une prévalence élevée chez les patients atteints d'acidémie propionique (Pennsylvanie). Le mécanisme pathologique reste largement méconnu, en particulier en raison de la nature du développement chronique. Il est difficile de prédire le développement des maladies cardiaques chez les patients AP simplement par le PCC mutations, propionyl-CoA carboxylase (PCC) activité enzymatique ou changements métaboliques aigus dans le plasma ou l'urine car aucune corrélation forte entre le phénotype cardiaque (gravité de la maladie) et génotype, des décompensations métaboliques ou une activité enzymatique résiduelle ont été observées à partir des cas cliniques.

Les acides gras avec différentes longueurs de chaîne sont les principaux carburants du cœur. Nos données précédentes ont démontré que le propionate plutôt que les acides aminés est une source majeure de propionyl-CoA cardiaque. en outre, la carence en PCC réduit l'élimination hépatique du propionate dérivé du microbiome et favorise la synthèse des acides gras à chaîne impaire, qui imposent tous deux un stress métabolique au cœur. L'accumulation de propionyl-CoA dérivé du propionate et des acides gras à chaîne impaire pourrait interrompre le métabolisme énergétique cardiaque. Le faible taux d'ATP inhibe davantage la carboxylation du propionyl-CoA selon notre récente étude sur l'ischémie. L'altération du métabolisme énergétique et l'accumulation de propionyl-CoA forment un cercle vicieux.

Avec une subvention de troisième année du PAF, nous collaborerons avec les Drs Eva Richard Rodríguez et Lourdes R. Desviat de l'Université autonome de Madrid sur le métabolisme énergétique dans PCCA- or PCCB- Les cardiomyocytes iPSC dérivés de patients humains sont altérés par une analyse des isotopes stables, en particulier sous le stress du propionate et des acides gras à chaîne impaire. Un autre objectif est d'améliorer le métabolisme énergétique cardiaque en ciblant le métabolisme du propionate et des acides gras à chaîne impaire..

Mise à jour août 2020

La maladie cardiaque est l'une des complications souvent associées à l'acidémie propionique (Pennsylvanie). Comprendre le mécanisme pathologique est essentiel pour prévenir le développement d'une complication. Nos recherches antérieures ont montré que l'accumulation de propionyl-CoA inhibe le métabolisme des acides gras qui est un carburant majeur pour l'énergie cardiaque.. La perte de flexibilité du commutateur de carburant pourrait interférer avec le métabolisme de l'énergie cardiaque et potentiellement développer des complications cardiaques, en particulier sous divers stress. Notre recherche a été financée par PAF pour étudier le mécanisme pathologique de la cardiomyopathie associée à l'AP chez 2019. Dans l'année 1 du prix PAF, nous avons commencé à cartographier la source métabolique du propionyl-CoA dans le cœur. Étonnamment, les acides aminés (isoleucine, threonine, methionine, valine) et les protéines qui sont connues pour être des substrats de propionyl-CoA ont une contribution négligeable à la production de propionyl-CoA dans le cœur. Cependant, nos données n'excluent pas la possibilité que ces acides aminés contribuent substantiellement à la production de propionyl-CoA dans d'autres organes, comme le foie. Le propionate circulant est une source majeure de propionyl-CoA cardiaque. Cela correspond également à l'observation selon laquelle le cœur préfère les acides gras, y compris les acides gras à chaîne courte, comme substrats énergétiques. Plus que 99% le propionate provenant du microbiome est efficacement éliminé / métabolisé lors de son premier passage dans le foie chez les rongeurs sains. Donc, le propionate circulant se maintient à un niveau très bas après le foie. La carence en PCC atténue la capacité hépatique d'éliminer le propionate et augmente le taux de propionate circulant, qui exacerbe l'accumulation de propionyl-CoA dans le cœur. Nos résultats montrent le rôle de «filtrage métabolique» du foie dans le maintien d'un métabolisme énergétique cardiaque efficace.

Afin de comprendre le mécanisme pathologique de la complication cardiaque associée à l'AP, un modèle de complication cardiaque médiée par l'AP est essentiel. Dans l'année 2 du prix PAF, nous allons d'abord développer et confirmer un modèle murin avec complication cardiaque avant étude du mécanisme pathologique. Avec la collaboration avec le Dr. Michael Barry, nous caractériserons la fonction cardiaque et le phénotype métabolique du Pcca-/-(A138T) souris qui est un modèle animal PA créé par le Dr. Michael Barry. Nous allons induire une complication cardiaque avec Pcca-/-(A138T) souris par régime alimentaire ou stress si nécessaire. After that, nous examinerons comment le métabolisme de l'énergie cardiaque est perturbé en utilisant le flux métabolique stable basé sur les isotopes et les approches RNA-Seq. En outre, nous étudierons plus en détail comment l'expansion de la propionylcarnitine dans le cœur pourrait épuiser l'acétylcarnitine cardiaque, tampon acétyl-CoA, et affecte les besoins en énergie cardiaque aiguë. L'objectif à long terme de notre recherche est de trouver une cible thérapeutique sur le métabolisme cardiaque du propionyl-CoA pour atténuer les complications cardiaques associées à l'AP.