Lunes, 27 de Marzo de 2017

Neuropatología Molecular

    Bases moleculares de las enfermedades metabólicas hereditarias                                                                 e investigación en nuevas terapias

 

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Lourdes Ruiz Desviat 

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Resumen de Investigación:

El grupo pertenece al CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER) y al Instituto de Investigación Sanitaria IdiPAZ y colabora activamente con el Centro de Diagnóstico de Enfermedades Moleculares (CEDEM, Facultad de Ciencias, UAM, www.cbm.uam.es/cedem). El trabajo se centra en el estudio de las bases moleculares de diferentes enfermedades metabólicas hereditarias (EMH), de su fisiopatología y del mecanismo molecular subyacente a los distintos tipos de mutaciones con el objetivo de identificar dianas terapéuticas y desarrollar nuevos tratamientos genéticos y farmacológicos. Se están empleando nuevas tecnologías genómicas basadas en arrays y en secuenciación masiva de exomas completos para la identificación de nuevos genes causantes de EMH y se están validando sistemas de captura y enriquecimiento de exomas de genes relacionados con enfermedades concretas para su utilización en diagnóstico. Recientemente se han publicado nuevos defectos de regulación del complejo multienzimático mitocondrial BCKDH como responsable de enfermedad.

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Figura 1: Tratamiento con oligonucleótidos antisentido moduladores de splicing en ratones Pahenu2/+. A) Los ratones fueron inyectados i.v. consecutivamente con VMO-ex11 En las dosis indicadas y sacrificados 4 días tras la primera inyección. B) Niveles de L-Phe en sangre, C) Análisis por RT-PCR del mRNA de la Pah en hígado, D) proteína PAH por Western blot y E) Actividad enzimática PAH relativa a un control. (Gallego-Villar et al. 2014)

figura2

Figura 2: Generación y caracterización de células iPS derivadas de un paciente MMA cblB. A) Tinción para actividad fosfatasa alcalina B) Cariotipo normal C-F) Colonias de células iPS con tinción positiva para marcadores de pluripotencia. G-I) Inmunofluorescencia de células ipS diferenciadas in vitro para mostrar el potencial de generación de las tres capas de líneas germinales J) Análisis de metilación del promotor OCT4 mediante secuenciación con bisulfito. K) Confirmación de la presencia de la mutación del paciente en las iPS.

 

Para el desarrollo de la investigación utilizamos, además de sistemas de expresión de proteínas convencionales procariotas y eucariotas, modelos celulares (fibroblastos de pacientes) y modelos murinos de enfermedad. Asimismo se han generado células iPS derivadas de fibroblastos de pacientes para su posterior diferenciación a hepatocitos, precursores neuronales o cardiomiocitos, linajes celulares relevantes en la enfermedad correspondiente, para estudios fisiopatológicos y de análisis de terapias génicas y farmacológicas. Partiendo de las mutaciones identificadas en pacientes se analiza el efecto de mutaciones sobre los procesos de splicing, traducción y de plegamiento de la proteína, para identificar nuevas dianas moleculares para una intervención terapéutica, dentro de lo que se conoce como medicina personalizada. El grupo ha desarrollado una terapia antisentido para corregir mutaciones de splicing y desarrollado un sistema murino que ha permitido validar la eficacia in vivo de esta estrategia. Por otra parte se ha establecido la prueba de concepto del uso terapéutico de compuestos supresores de la terminación para tratar pacientes con acidurias orgánicas portadores de mutaciones de tipo nonsense. Asimismo para mutaciones de tipo missense que afectan al plegamiento y estabilidad de la proteína se han identificado compuestos con actividad chaperona para tratar pacientes con aciduria metilmalónica, alguno de los cuales se ha patentado, y para defectos de glicosilación. Finalmente el grupo está implicado en el análisis de procesos celulares implicados en la fisiopatología de la enfermedad como la disfunción mitocondrial o el estrés de retículo. Estamos analizando la disfunción mitocondrial subyacente a varias enfermedades revelando la existencia de defectos secundarios en la cadena respiratoria y niveles elevados de ROS que podría ser una diana a tratar con fármacos que restauren la homeostasis mitocondrial, así como la implicación de miRNA en la fisiopatología de acidemia propiónica.


 

Publicaciones relevantes:

Pharmacological Chaperoning: A Potential Treatment for PMM2-CDG.

Yuste-Checa P, Brasil S, Gámez A, Underhaug J,DesviatLR, Ugarte M, Pérez-Cerdá C, Martinez A, Pérez B.

Hum Mutat. 2017 Feb;38(2):160-168.

 

In vivo evidence of mitochondrial dysfunction and altered redox homeostasis in a genetic mouse model of propionic acidemia: Implications for the pathophysiology of this disorder.

Gallego-Villar L, Rivera-Barahona A, Cuevas-Martín C, Guenzel A, Pérez B, Barry MA, Murphy MP, Logan A, Gonzalez-Quintana A, Martín MA, Medina S, Gil-Izquierdo A, Cuezva JM, Richard E,DesviatLR.

Free Radic Biol Med. 2016 Jul;96:1-12

 

Molecular diagnosis of glycogen storage disease and disorders with overlapping clinical symptoms by massive parallel sequencing.

Vega AI, Medrano C, Navarrete R,DesviatLR, Merinero B, Rodríguez-Pombo P, Vitoria I, Ugarte M, Pérez-Cerdá C, Pérez B.

Genet Med. 2016 Oct;18(10):1037-43.

 

Mitochondrial response to the BCKDK-deficiency: Some clues to understand the positive dietary response in this form of autism. Oyarzabal A, Bravo-Alonso I, Sánchez-Aragó M, Rejas MT, Merinero B, García-Cazorla A, Artuch R, Ugarte M, Rodríguez-Pombo P. Biochim Biophys Acta. 2016 Apr;1862(4):592-600.

A sensitive assay system to test antisense oligonucleotides for splice suppression therapy in the mouse liver L Gallego-Villar, HM Viecelli, B Pérez, CO Harding, M Ugarte, B Thöny, LR Desviat. Mol Ther-Nucleic Acids (2014) Sep 16;3:e193.