PAF acordat un $32,912 research grant to Oleg Shchelochkov, M.D. and Charles P. Venditti MD, PhD at National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health – 2018

“Diversion of Isoleucine and Valine Oxidative Pathway to Reduce the Propionogenic Load in Propionic Acidemia.”

Patients with propionic acidemia require lifelong protein restriction. In addition to taking a protein restricted diet, many propionic acidemia patients are also prescribed medical formulas. This dietary approach aims to decrease the intake of four amino acids that can become propionic acid. These four amino acids – izoleucină, valină, threonine, and methionine – are called essential, because they cannot be made in the human body and need to be supplied from foods. Too much protein intake creates a situation where excess can lead to a buildup of propionic acid in the body. On the other hand, limiting these four amino acids too much can lead to poor growth. Prin urmare, patients’ diets are optimized to minimize propionic acid production while encouraging good growth. We wonder whether it is possible to increase dietary protein intake while minimizing the risk of propionic acid buildup.

To answer this question, we are planning to do a series of experiments in zebrafish. Why use zebrafish? Zebrafish share significant similarity to humans in how they process propionic acid. În plus, zebrafish reproduce and mature quickly, which are very important qualities to help search for new drugs that could be used to treat propionic acidemia. Our zebrafish are kept in a special building where the animals are being cared for by a dedicated team that includes scientists, veterinarians, engineers, aquatic specialists, and many others. They check on fish and feed them several times a day, maintain fish tanks, and keep their water very clean.

This type of facility is unique and had enabled our studies of metabolic diseases in zebrafish. Our ongoing studies have shown that zebrafish affected by metabolic diseases have symptoms that are very similar to patients. Even with treatment, affected fish have difficulty growing, get tired easily, have poor appetites and sometimes perish before adulthood. Using special genomic tools, we are planning to change in how the fish processes protein to direct it away from becoming propionic acid. As we make these changes to the biochemical pathways of propionic acidemia zebrafish, we will be carefully watching how these treatments improve their growth, development, appetite and survival. These experiments will help us understand how we can potentially reduce propionic acid toxicity while helping patients achieve a less restrictive diet.

Interviu cu Joel Pardo – Summer 2020

Poți să-mi spui despre tine și despre cum ai devenit interesat de știință?

Am fost mereu interesat de științe. Cred că în cele din urmă ceea ce m-a propulsat spre o carieră în știință a fost experiența mea de cercetare la Universitatea din California, San Diego. Mentoratul pe care l-am primit de la Dr.. Joshua Bloomekatz m-a ajutat să dezvolt capacitatea de a raționa științific și să apreciez oportunitățile de a crește profesional. Am învățat de la el cum să proiectez experimente pentru a răspunde la întrebări științifice importante. Am avut adesea discuții îndelungate despre direcția proiectului meu. El m-a ajutat să dau sens colecției de observații provenite din diferite surse și mi-a alimentat propria gândire independentă., Am început să mă văd într-o zi contribuind la gândirea științifică ca un medic-om de știință.

În timpul antrenamentului dvs. la NIH, ați lucrat la un proiect pentru a găsi noi tratamente folosind pește zebră. Ce ți s-a părut interesant și provocator în studierea peștilor zebră?

Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu șoarecii, care sunt adesea folosite în știință pentru a găsi și testa noi medicamente. Lucrul cu șoareci necesită multă muncă pentru a avea suficiente animale necesare unui experiment. Zebrafish, pe de altă parte, poate produce sute de descendenți după un ciclu de reproducere. Peștele zebră depune ouă direct în apă, ceea ce face, de asemenea, mai ușor să le studiați la scurt timp după ce eclozează. Oarecum surprinzător,enzimele peștilor zebră care se ocupă de acidul propionic sunt foarte asemănătoare cu enzimele de la oameni. Aceste două proprietăți ale peștilor zebră le fac un model interesant pentru studierea unei boli precum acidemia propionică.

Una dintre cele mai provocatoare părți ale cercetării mele în zebră a fost dimensiunea lor. Puii zebră sunt foarte mici, măsurând mai puțin de un sfert de centimetru. A trebuit să petrec mult timp uitându-mă la peștele zebră la microscop și să învăț cum să-i mișc fără să-i rănesc. Acest lucru poate fi dificil, deoarece aceste animale mici sunt fragile la această vârstă fragedă.

Ne puteți spune despre proiectul dvs. PA?

Mai devreme în munca mea, am putut obține pește zebră, care prezentau mutații în genele legate de acidemia propionică. Trebuia să înțeleg ce face acidemia propionică cu peștele zebră. Am putut demonstra că acidemia propionică la peștele zebră seamănă foarte mult cu boala pe care o vedem la pacienți. Peștii cu acidemie propionică aveau un apetit slab, nu a crescut bine, și a avut dificultăți în mișcare. Folosind instrumente genetice speciale, apoi am încercat să schimbăm modul în care peștele zebră a procesat acidul propionic și i-a ajutat să supraviețuiască mai mult. Rezultatele noastre preliminare se dovedesc promițătoare, dar mai este nevoie de mai multă muncă.

Care sunt planurile dvs. după ce vă terminați pregătirea la NIH?

Programul NIH postbac este un premiu de cercetare cu normă întreagă pentru studenții care au absolvit recent o diplomă de licență și care iau în calcul o carieră în știință sau medicină. Am avut norocul să mă alătur dr. Laboratorul lui Charles Venditti 2 cu ani în urmă pentru a lucra la proiectul pește zebră sub conducerea Dr.. Oleg Shchelochkov. M-am bucurat din plin de experiența mea post-bac. Privind în urmă la trecut 2 ani, Simt laboratorul, și în special îndrumarea Dr.. Shchelochkov, mi-a facilitat și a crescut creșterea mea ca viitor medic-om de știință cu rădăcini în cercetarea acidemiei propionice. În 2019 Am aplicat la programe de doctorat / doctorat la mai multe universități din SUA. După ce am călătorit în peste o jumătate de duzină de state și am intervievat la multe universități fantastice, În cele din urmă, am decis programul de formare medic-om de știință de la Universitatea din Minnesota. Pe măsură ce îmi planific tranziția către program, În acest moment caut haine de iarnă.