progetto

Un nuovo meccanismo per indirizzare la delezione comune del mtDNA

Ricercatori: Brett Kaufman (Università di Pittsburgh), Bruce Armitage (Carnegie Mellon) e Dr. Vincent Rotello (UMass Amherst)

Università-Divisione: Università di Pittsburgh

Costo Finanziato: $ 100.000 in 1 anno

Costo Finanziato: luglio 2022

I disturbi mitocondriali possono essere causati dalla variazione patogena del DNA mitocondriale (mtDNA) (  cioè mutazione), generalmente in uno  stato eteroplasmatico. Nell’eteroplasmia, alcuni mtDNA  sono sani, “buoni” e alcuni sono malsani, “cattivi”. Un sottogruppo di mutazioni sporadiche del mtDNA  manca di  una  parte sostanziale della  sequenza normale, caratterizzata da singole delezioni su larga scala  nel mtDNA, che causa oftalmoplegia esterna progressiva   (PEO).   Sindrome di Sayre  (KSS) e sindrome di Pearson  (PS).  Non esistono terapie o cure efficaci per i pazienti affetti da una delezione del mtDNA.

L’incapacità di rimuovere le sequenze di mtDNA  che causano malattie rimane un blocco nel trattamento dei disturbi trasmessi dal mtDNA.  L’evidenza suggerisce che eliminare il mtDNA  cattivo o aggiungere un buon mtDNA può causare effetti positivi Mentre altri approcci  sperimentali sono in fase di sviluppo,  un trattamento efficace richiederà probabilmente  più approcci.   Cerchiamo  di sviluppare una  strategia specifica per rimuovere il mtDNA cattivo utilizzando molecole simili al DNA chiamate acidi nucleici peptidici  (PNA).

In passato, i PNA sono stati utilizzati per tentare di rimuovere il DNA  mitocondriale  cattivo; tuttavia, questo approccio è fallito perché i PNA non sono riusciti a raggiungere il mtDNA. Un ulteriore problema con questo approccio è che i PNA hanno una capacità limitata  di penetrare il  DNA genomico.  Recentemente, nuove sostanze chimiche e  concetti che coinvolgono PNA  gamma-sostituiti (γPNA)  hanno  notevolmente migliorato questo e hanno permesso l’editing del  DNA  animale intero e  terapie cellulari somatiche, prove di  DNA  penetrazione, e blocco della replicazione del DNA.  Tuttavia, la  sfida attuale è stabilire un’efficiente consegna in due fasi nella cellula e quindi nei mitocondri.

 In questo studio,  utilizzeremo  approcci di nuova generazione  per risolvere il problema del targeting del mtDNA per una  sequenza γPNA specifica per  la delezionecomune” del mtDNA  trovata nei pazienti (γ-P3).   I nostri  dati  preliminari mostrano il successo dell’adattamento di una  strategia  polimerica recentemente descritta che produce una migliore consegna di γ-PNA nella cellula.   L’obiettivo 1 svilupperà  strategie  per ottimizzare la somministrazione  mediata da polimeri di un  γ-P3 fluorescente e  stabilire  formulazioni ottimali per  la somministrazione cellulare. I dati preliminari non mostrano alcuna tossicità nei  modelli animali con  somministrazione di polimeri.  L’obiettivo 2 sintetizzerà e   testerà γ-P3 con una sequenza di  importazione mitocondriale su mitocondri isolati  da animali e cellule per stabilire prove di interazione con il mtDNA “cattivo”.  L’obiettivo 3  determinerà se la somministrazione ottimizzata di γ-P3 può ridurre la delezione comune del mtDNA  da una  cellula eteroplasmatica per migliorare la funzione mitocondriale.  Possiamo  testare direttamente l’interazione γ-P3 con  il  modello  e il blocco di replica corretti.

Il completamento con successo di questo lavoro consentirà  futuri studi in vitro in tipi cellulari più rilevanti   direttamente applicabili alla  terapia del paziente, ma difficili da lavorare per  un rapido sviluppo di γ-PNA.

Proponi un progetto

Sei un ricercatore e hai un progetto da proporre che può aiutare nella ricerca? Se ti fa piacere mettiamoci in contatto

Menu