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Investigación Translacional
en Enfermedades Neuromusculares:
Dr. Cecilia Jiménez-Mallebrera
Hospital Materno-Infantil Sant Joan de Déu
Quienes somos?
CIBERER – Instituto de Salud Carlos III
Medicina Metabólica Hereditaria. U-703.
IP: Dr. R. Artuch
Dept. Bioquímica Clínica. HSDJ
Dept. Neurología
(Dr. J Campistol)
Enfermedades Neurológicas
Minoritarias de base genética en
el ámbito pediátrico
http://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)
Translational Research
“Investigators schooled in basic science who
apply their discoveries or discoveries of others
to the prevention, diagnosis and treatment of
human disease”
Objetivos
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
Líneas de Investigación
Distrofias 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/C
Afectación cardiológica
Nuevos 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
1. Conocimiento & Terapias: ¿Cómo?
Hypothesis driven
Open Hypothesis
Transcriptomics,
Proteomics
Systems Biology
Validation
Experiments
Theory
Hypotheses
Ullrich Congenital Muscular Dystrophy (UCMD)
Microarrays cDNA = cambios nivel expresión genes
62,000 spots = 30000 human
genes and lincRNA (non-coding)
•Extracción muestra: RNA total
de biopsia múscular (100 ng)
• label RNA Cy3, Hybridisation,
washing
• Fluorescence intensity reading
• Normalisation
• Quality control (outliers)
Statistical Analysis: Rank Prod
List of differentially expressed genes
Comparación
Down
Up
Total
UCMD vs Control
70 (118)
319 (658)
389
UCMD vs CMD
29 (38)
UCMD vs DMD
421 (552)
Gene symbol
MYH8
RBP4
CIDEC
LGALS7
ADIPOQ
PLIN1
S100B
HMGCS2
29
297 (643)
718
FC
+ 57.7
+ 19.6
+ 11.6
+ 10.9
+ 9.6
+ 9.4
+ 8.0
+ 7.5
HLA-DQA1
Gene description
Myosin, heavy chain 8, skeletal muscle, perinatal
Retinol binding protein 4
Cell death-inducing DFFA-like effector c
Galectin 7
Adiponectin
Perilipin 1
S100 calcim binding protein B
3-hydroxy-3-m3thylglutaryl-CoA synthase 2
Major histocompatibility complex, class II, DQ alpha 1
LEP
Leptin
+ 5.1
+ 5.3
Análisis funcional
Term
hsa05416:Viral myocarditis
hsa04940:Type I diabetes mellitus
hsa05322:Systemic lupus
erythematosus
Genes
FDR
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
HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, IGF2, HLA-DPA1, HLADPB1, HLA-B, HLA-DMB, HLA-DOA, HLA-DQA2, HLA-DQA1,
HLA-F
5.27E-05
C7, HLA-DRB1, C3, C4B, HLA-DRB3, C1R, C1S, HLA-DMB, HLADQA2, HLA-DQA1, HIST1H4E, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLADPB1, HLA-DOA, CTSG
1.17E-04
hsa05330:Allograft rejection
HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLAB, 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, HLAB, HLA-DMB, HLA-DOA, HLA-DQA2, HLA-DQA1, HLA-F
3.44E-04
hsa04514:Cell adhesion molecules
(CAMs)
hsa04510:Focal adhesion
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
CAV1, MYL5, TNXB, MYLK3, COL3A1, IGF1, MYL10, COL5A2,
COL5A1, FLNA, MYL9, CCND1, LAMA4, COL6A6, COL1A2,
COL6A1, COL1A1, MYLK, THBS4
0.00192536
Inflamación: MHC Class I
Macrófagos tipo M2 CD206+
CD68
Los macrófagos tipo M2
representan 74.79% del total
de macrófagos presentes
CD206
Villalta et al. Human Molecular Genetics, 2009
Posible tratamiento con
CORTICOIDES ???
Fibrosis & Remodelación Matriz
En el músculo de UCMD se observa un aumento del tejido conectivo
Control
UCMD
% area occupied by Collagen
Control
9.82 ± 2.07
UCMD
22.61 ± 1.85
DMD
25.83 ± 1.28
Gene symbol
COL1A1
COL1A2
COL8A1
COL19A1
COL3A1
COL5A1
COL14A1
COL21A1
COL12A1
COL6A1
COL9A3
COL5A2
COL6A6
DMD
Gene description
collagen, type I, alpha 1
collagen, type I, alpha 2
collagen, type VIII, alpha 1
collagen, type XIX, alpha 1
collagen, type III, alpha 1
collagen, type V, alpha 1
collagen, type XIV, alpha 1
collagen, type XXI, alpha 1
collagen, type XII, alpha 1
collagen, type VI, alpha 1
collagen, type IX, alpha 3
collagen, type V, alpha 2
collagen, type VI, alpha 6
FC
5.5
4.1
4.1
4.1
3.9
3.3
3.3
3.2
2.7
2.6
2.6
2.5
2.4
q-value
4.55E-04
0.002575758
0.001909091
0.001909091
0.002753623
0.012030075
0.00549505
0.006990741
0.023510896
0.036917564
0.02387707
0.037535463
0.047147434
Biglican
Biglican
2. Mejorar Diagnostico: Biomarcadores (miRNAs)
2. Mejorar Diagnóstico: Identificación de nuevos genes
“Genetic Resolution of Congenital
Muscular Dystrophies: Application of
Whole Exome Sequencing”
CNAG 2014
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)
I. Ferrer
Hosp. Bellvitge
Redes & Colaboraciones
M. Olivé
Hospital Bellvitge
A.M. Gómez-Foix, UB
F. Munell & M. Roig
Hosp. Vall d'Hebrón
E. Rivas
Hosp. Virgen del Rocio
F. Muntoni
P. Gallano, L. Gonzalez
Hosp. Sant Pau
J. Diaz
Hosp. Sant Pau
F. Gualandi
R. Taylor
R. McFarland
M. Meznaric
M Sciacco & M Moggio
B.de Paepe
N. Deconninck
L. De Meirleir
Proyecto
Financiado
Pendiente
Financiacion
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