El consorcio HD iPSC: fenotipos dependientes de la longitud repetida para el desarrollo de ensayos

La enfermedad de Huntington (EH) es una enfermedad neurodegenerativa importante con características genéticas únicas. Una expansión CAG en el gen Huntington se correlaciona con la gravedad y la aparición de síntomas clínicos manifiestos y subclínicos, lo que lo hace particularmente adecuado para el desarrollo terapéutico. La causa genética única ofrece la oportunidad de comprender el proceso patológico desencadenado en todos los individuos con una expansión CAG, ya que la evidencia emergente sugiere efectos de la mutación en todos los tipos de células, aunque las neuronas estriatales son las más vulnerables a la degeneración. Además, en virtud de una prueba molecular para la mutación, existe una oportunidad única de intervenir/tratar antes de la aparición de síntomas clínicos manifiestos utilizando fenotipos subclínicos que surgen en individuos premanifiestos. Dado que las células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC) tienen el poder de producir cualquier tipo de célula en el cuerpo humano, estamos utilizando la tecnología para fabricar iPSC de pacientes y estudiar los efectos de diferentes números de repeticiones CAG en las neuronas que generamos a partir de las iPS del paciente. células. Los estudios preliminares indican que los fenotipos dependientes de la longitud de CAG ocurren en todas las etapas de diferenciación, desde iPSC hasta neuronas maduras, y es probable que también ocurran en células no neuronales, lo que también se puede investigar utilizando las iPSC que estamos creando. La tecnología no integradora (evita la integración de factores de reprogramación potencialmente perjudiciales en el ADN celular) para producir líneas de iPSC es crucial para obtener rasgos reproducibles de la enfermedad a partir de células de pacientes. El Cedars-Sinai RMI iPSC Core es parte del consorcio sobre la enfermedad de Huntington (EH). El año pasado, iPSC Core creó muchas líneas celulares nuevas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) no integradoras de pacientes con EH con diferentes números de expansiones de repeticiones CAG. La solicitud de subvención proponía la generación de 18 líneas HD y Control iPSC. En lugar de eso, estamos generando 20 líneas iPSC. Hasta ahora ya hemos generado 17 líneas iPSC de individuos con enfermedad de Huntington y controles (10 pacientes con EH y 7 controles). Para que el rasgo de la enfermedad sea reproducible en múltiples grupos, se generaron tres líneas clonales de iPSC a partir de cada sujeto. Algunas de estas líneas tienen (o están en proceso) de ampliación para distribución a los miembros del consorcio. Ahora estamos en el proceso de crear las últimas 3 líneas como parte de esta solicitud de subvención para generar un repositorio HD iPSC con un total de 20 líneas de pacientes/control de sujetos con multitud de números de repetición CAG. La mayoría de estas líneas se han sometido a una rigurosa batería de caracterizaciones para la determinación de la pluripotencia, mientras que algunas otras líneas se están validando actualmente mediante más pruebas de caracterización. Se han generado agregados de células madre neuronales (esferas EZ) a partir de algunas de las líneas de pacientes en el laboratorio de Svendsen (no respaldados por esta subvención). También hemos enviado líneas de iPSC de 6 pacientes a Coriell Cell Repository para un mayor almacenamiento y distribución de estas importantes e ingeniosas líneas a otros investigadores académicos y a la industria. Creemos firmemente que este repositorio de iPSC acelerará enormemente el proceso de comprensión de los mecanismos que causan la enfermedad en las células cerebrales de los pacientes con EH, así como el descubrimiento de nuevas terapias o medicamentos que algún día puedan tratar a los pacientes con EH.

La enfermedad de Huntington (EH) es una enfermedad neurodegenerativa mortal que actualmente no tiene tratamiento. Esta importante enfermedad neurodegenerativa, cuya causa genética conocida relativamente simple y única, una expansión CAG en el gen de la EH correlacionada con la gravedad y la aparición de los síntomas clínicos, la hace particularmente adecuada para el desarrollo terapéutico. El consorcio de células iPS de la enfermedad de Huntington (EH), financiado con el apoyo de los NIH y CIRM, reúne a grupos líderes en investigación de células madre y EH para establecer si las líneas celulares iPS recién creadas muestran fenotipos relacionados con la EH (es decir, dependientes de la longitud de CAG). La tecnología iPSC humana se puede utilizar para generar tipos de células neuronales y gliales específicos, lo que permite investigar los efectos de la lesión genética en los tipos de células humanas susceptibles en el contexto de la EH. La naturaleza monogénica de la EH y la existencia de series alélicas de iPSC con una variedad de longitudes de repetición CAG confieren un tremendo poder para modelar la EH. A través del apoyo de CIRM, este consorcio ha capitalizado nuevas tecnologías para utilizar enfoques no integradores para la reprogramación y fenotipos prometedores en líneas actuales de HD iPS para desarrollar ensayos sólidos y validados para el desarrollo de fármacos para la EH. Se han logrado avances significativos gracias al apoyo a esta propuesta financiado por el CIRM. En particular, el núcleo de iPSC de la Junta del Centro Médico Cedars-Sinai, ubicado en el Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores, ha tomado células de la piel de pacientes con EH con una amplia gama de repeticiones CAG (43 a 180) y controles sanos no afectados (21 a 33). y luego reprogramado a pluripotencia utilizando la última tecnología de células iPS no integradoras. Hasta ahora se han generado 18 líneas iPSC específicas de pacientes bien caracterizadas. Estas nuevas líneas de iPSC se han caracterizado rigurosamente por nuestro núcleo de iPSC y están disponibles para la comunidad de investigación de la EH en California y el mundo. El laboratorio de Svendsen y los otros laboratorios del HD iPSC Consortium ya han utilizado estas líneas y las han diferenciado en tipos de células neuronales relevantes para estudiar los mecanismos de la enfermedad y desarrollar nuevos tratamientos. Estas líneas celulares serán un recurso esencial para grupos académicos y compañías farmacéuticas para estudiar la patogénesis y probar terapias experimentales para la EH. El objetivo final es desarrollar y validar métodos y ensayos utilizando un formato de >96 pocillos para fenotipos dependientes de la longitud de repetición CAG que sean susceptibles de métodos de detección de alto contenido/rendimiento. Los ensayos desarrollados utilizando estas líneas iPSC específicas de cada paciente y sus derivados neuronales permitirán a grupos académicos y compañías farmacéuticas estudiar la patogénesis y probar terapias experimentales para la EH, lo que mejorará significativamente nuestra comprensión de la EH y los tratamientos potenciales para esta enfermedad devastadora y actualmente intratable.