investigación translacional en enfermedades neuromusculares:
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Investigación Translacional en Enfermedades Neuromusculares:. Dr. Cecilia Jiménez-Mallebrera. Hospital Materno-Infantil Sant Joan de Déu. Dept . Neurología (Dr. J Campistol) Enfermedades Neurológicas Minoritarias de base genética en el ámbito pediátrico http://www.fsjd.org. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Investigación Translacional en Enfermedades Neuromusculares:
Dr. Cecilia Jiménez-Mallebrera
CIBERER – Instituto de Salud Carlos III Medicina Metabólica Hereditaria. U-703.
IP: Dr. R. ArtuchDept. Bioquímica Clínica. HSDJ
Hospital Materno-Infantil Sant Joan de Déu
Dept. Neurología(Dr. J Campistol)
Enfermedades Neurológicas Minoritarias de base genética en
el ámbito pediátricohttp://www.fsjd.org
Unidad de Patología Neuromuscular
(Dr. J. Colomer)
•Errores congénitos metabolismo intermediario (aminoacidopatías y acidemias orgánicas)•Errores congénitos metabolismo neurotransmisores (IP: A. García-Cazorla)•Enfermedades Neuromusculares•Tratamiento con fármacos huérfano
•Asistencia (neurólogos, neumólogos, cardiólogos, fisioterapeutas etc..) •Investigación Aplicada (Dr Jimenez-Mallebrera)
•Ensayos Clínicos (Unidad Ensayos Clinicos)
•Diagnóstico (Anatomía Patológica)
Quienes somos?
Translational Research
“Investigators schooled in basic science who apply their discoveries or discoveries of others to the prevention, diagnosis and treatment of
human disease”
Los objetivos de nuestra investigación son:
• Profundizar en el conocimiento de la fisiopatología de las enfermedades neuromusculares infantiles para identificar posibles tratamientos & terapias.
• Mejorar el diagnóstico patológico y molecular. Obtener un diagnóstico genético preciso en todos los pacientes e identificar los nuevos y biomarcadores y genes candidatos (consejo genético, diagnostico prenatal y participación en ensayos).
• Facilitar la investigación en este campo creando y compartiendo recursos (e.g., celulas musculares), colaborando con otros centros y formando a personal técnico e investigador.
http://www.fsjd.org
Objetivos
Líneas de InvestigaciónDistrofias Musculares
• Distrofinopatias: Ensayos clínicos (PTC-124 & salto de exón)COST exon skipping (http://exonskipping.eu/)Papel de los miRNAs en la fibrosis e inflamación en DMD y como
biomarcadores• Distrofias Musculares Congénitas (Ullrich, merosina, distroglicano, SEPN1)
Papel de la matriz extracelular y colágeno VI en las distrofias musculares
Diagnóstico de las DMC y nuevos genes candidatos Resolución Genética de las Miopatías Congénitas
• Distrofias Musculares Asociadas al gen de la Lamina A/CAfectación cardiológicaNuevos biomarcadores diagnosticos & pronósticos
Miopatías Mitocondriales
• Síndromes de depleción de ADN mitocondrial: gen TK2
Retos Investigación ER
• Financiación• Numero de muestras: “n” = casos/muestras
necesarias para que los resultados se puedan interpretar correctamente: importancia de la colaboración
• Tamaño muestras limitado: importancia cultivos y modelos
• Desconocidas: causa genética desconocida, falta marcadores específicos
Hypothesis driven
Theory
Open Hypothesis
Hypotheses
Experiments
Transcriptomics, ProteomicsSystems Biology
Validation
1. Conocimiento & Terapias: ¿Cómo?
Ullrich Congenital Muscular Dystrophy (UCMD)
•Extracción muestra: RNA total de biopsia múscular (100 ng)
• label RNA Cy3, Hybridisation, washing
• Fluorescence intensity reading
• Normalisation
• Quality control (outliers)
62,000 spots = 30000 human genes and lincRNA (non-coding)
Microarrays cDNA = cambios nivel expresión genes
Comparación Down Up Total
UCMD vs Control 70 (118) 319 (658) 389
UCMD vs CMD 29 (38) 29
UCMD vs DMD 421 (552) 297 (643) 718
List of differentially expressed genes
Statistical Analysis: Rank Prod
Gene symbol Gene description FCMYH8 Myosin, heavy chain 8, skeletal muscle, perinatal + 57.7RBP4 Retinol binding protein 4 + 19.6CIDEC Cell death-inducing DFFA-like effector c + 11.6LGALS7 Galectin 7 + 10.9ADIPOQ Adiponectin + 9.6PLIN1 Perilipin 1 + 9.4S100B S100 calcim binding protein B + 8.0HMGCS2 3-hydroxy-3-m3thylglutaryl-CoA synthase 2 + 7.5
HLA-DQA1 Major histocompatibility complex, class II, DQ alpha 1 + 5.3
LEP Leptin + 5.1
Análisis funcional
Term Genes FDRhsa05416:Viral myocarditis
CAV1, HLA-DRB1, HLA-DRB3, MYH3, HLA-B, HLA-DMB, MYH8, HLA-DQA2, HLA-DQA1, HLA-F, CCND1, MYH11, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-DOA 1.33E-06
hsa04940:Type I diabetes mellitusHLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, IGF2, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-B, HLA-DMB, HLA-DOA, HLA-DQA2, HLA-DQA1, HLA-F 5.27E-05
hsa05322:Systemic lupus erythematosus C7, HLA-DRB1, C3, C4B, HLA-DRB3, C1R, C1S, HLA-DMB, HLA-
DQA2, HLA-DQA1, HIST1H4E, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-DOA, CTSG 1.17E-04
hsa05330:Allograft rejection
HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-B, HLA-DMB, HLA-DOA, HLA-DQA2, HLA-DQA1, HLA-F 1.63E-04
hsa05332:Graft-versus-host disease
HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-B, HLA-DMB, HLA-DOA, HLA-DQA2, HLA-DQA1, HLA-F 3.44E-04
hsa04514:Cell adhesion molecules (CAMs) PTPRC, CADM3, PTPRF, CD8A, HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-B,
HLA-DMB, HLA-DQA2, HLA-DQA1, HLA-F, CD2, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLA-DPB1, JAM2, HLA-DOA 7.55E-04
hsa04510:Focal adhesionCAV1, MYL5, TNXB, MYLK3, COL3A1, IGF1, MYL10, COL5A2, COL5A1, FLNA, MYL9, CCND1, LAMA4, COL6A6, COL1A2, COL6A1, COL1A1, MYLK, THBS4 0.00192536
Macrófagos tipo M2 CD206+
Villalta et al. Human Molecular Genetics, 2009
CD68
CD20
6
Los macrófagos tipo M2 representan 74.79% del total de macrófagos presentes
Posible tratamiento con CORTICOIDES ???
Inflamación: MHC Class I
Fibrosis & Remodelación Matriz
% area occupied by Collagen
Control 9.82 ± 2.07
UCMD 22.61 ± 1.85
DMD 25.83 ± 1.28
Control DMD
En el músculo de UCMD se observa un aumento del tejido conectivo
Gene symbol Gene description FC q-valueCOL1A1 collagen, type I, alpha 1 5.5 4.55E-04COL1A2 collagen, type I, alpha 2 4.1 0.002575758COL8A1 collagen, type VIII, alpha 1 4.1 0.001909091COL19A1 collagen, type XIX, alpha 1 4.1 0.001909091COL3A1 collagen, type III, alpha 1 3.9 0.002753623COL5A1 collagen, type V, alpha 1 3.3 0.012030075COL14A1 collagen, type XIV, alpha 1 3.3 0.00549505COL21A1 collagen, type XXI, alpha 1 3.2 0.006990741COL12A1 collagen, type XII, alpha 1 2.7 0.023510896COL6A1 collagen, type VI, alpha 1 2.6 0.036917564COL9A3 collagen, type IX, alpha 3 2.6 0.02387707COL5A2 collagen, type V, alpha 2 2.5 0.037535463COL6A6 collagen, type VI, alpha 6 2.4 0.047147434
UCMD
Biglican
Biglican
2. Mejorar Diagnostico: Biomarcadores (miRNAs)
“Genetic Resolution of Congenital Muscular Dystrophies: Application of Whole Exome Sequencing”
CNAG 2014
2. Mejorar Diagnóstico: Identificación de nuevos genes
3. Recursos investigación & Formación
• Recursos:
– Colección de cultivos musculares: diagnóstico, investigación y fases pre-clínicas ensayos
– Cultivos fibroblastos– Ensayos: estudios colágeno VI en fibroblastos
• Formación:
– Practicum Grado (5 estudiantes 2 últimos años)– Proyectos Másters (2)– Estudiantes doctorado (2 en curso)
M. Meznaric M Sciacco & M MoggioB.de PaepeN. Deconninck
L. De Meirleir
F. Muntoni
F. Gualandi
R. TaylorR. McFarland
I. Ferrer Hosp. Bellvitge
M. OlivéHospital Bellvitge
A.M. Gómez-Foix, UB
F. Munell & M. RoigHosp. Vall d'Hebrón
E. RivasHosp. Virgen del Rocio
P. Gallano, L. GonzalezHosp. Sant Pau
J. DiazHosp. Sant Pau
Redes & Colaboraciones
Proyecto Financiado PendienteFinanciacion
Matriz Extracelular en la Homeostasis Muscular
80.000 (Ministerio, FIS)
30.000/año (investigador)
Cultivos Primarios Músculo 0 Euros 14.000/año (técnico) + 5.000/año (consumibles)
GDF-15 como biomarcador de Miopatías Mitocondriales
0 Euros 7.000 (1 ano)
Papel de los miRNAs en fibrosis e inflamación ed distrofias musculares y como biomarcadores
0 Euros 55.100 (salario 2 años investigador)
Apoyo psico-social para niños y adolescentes con enfermedades neuromusculares y sus familias
0 Euros 28.264
Campaña de Difusión y Captación Financiación Privada