Plibonigita veziktraktado por EBS

Esploristoj rimarkis, ke la genetikaj ŝanĝoj de EBS ŝanĝas la produktadon de proteinoj, kiuj konsistigas la nukleon en ĉiu ĉelo. La nukleo estas ujo por la kromosomoj de la ĉelo kaj estas difektita en ĉi tiuj ĉeloj - ĝi aspektas malĝuste formita sub la mikroskopo. Ŝajnas, ke tio igas la ĉelojn konduti kvazaŭ ili estus konstante difektitaj. Ili ne kapablas respondi konvene per produktado de proteinoj, kiuj estas necesaj kiam la haŭto estas plie difektita aŭ inflama. Aldone al la mekanika/struktura vundebleco de EB-haŭto, ĉi tiu eble reduktita kapablo ripari vundojn povus esti celita por plibonigi simptomojn.

En la unua jaro de ĉi tiu projekto, esploristoj kreskigis haŭtajn ĉelojn de homoj kun EBS kaj ankaŭ ŝanĝis haŭtajn ĉelojn kiuj jam bone kreskas en la laboratorio por igi ilin konduti kiel ĉeloj de homoj kun EBS. Ili uzis ĉi tiujn ĉelojn por modeligi vundan resanigon, vidante kiom longe necesas ilin por fermi grataĵon en tavolo de kreskantaj ĉeloj. Komencaj studoj identigis diferencojn en EBS-ĉeloj kompare kun la normalaj ĉeloj kaj la sekva etapo de la projekto vidos ĉu traktadoj povas inversigi ĉi tiujn diferencojn kaj plibonigi la agadon de ĉi tiuj ĉeloj en la vundkuraca modelo.

Esploristoj prezentis sian projekton kiel a afiŝo en aprilo 2024.

Ĉefesploristo:

Profesoro John Connelly estas gvidanto en haŭta mekanobiologio kaj ĉela mekano-sensado. Lia laboratorio utiligas gamon da en vitro-modeloj por dissekci la mekanismojn de kiuj haŭtĉeloj sentas kaj respondas al mekanikaj signalvortoj kaj la rolo de tiuj signaloj en haŭta sano kaj malsano.

Kunesploristoj:

Profesoro David Kelsall estas fakulo pri homaj genetikaj haŭtaj malsanoj. Lia laboratorio utiligas genomajn kaj ĉelbiologiajn metodojn por esplori la patogenezon de homaj haŭtaj malsanoj.
Prof Julien Gautrot estas fakulo pri biomaterialoj, kaj lia laboratorio disvolvas novajn materialojn por ĉelo kaj gena livero. Krome, li havas kompetentecon pri organo-sur-blato teknologio, kaj lia teamo realigis novajn sistemojn por haŭtomodelado kaj mekanika funkciigo.

Kunlaborado:

Profesoro Adrian Heagerty, Universitato de Birmingham.

"Ĉi tiuj studoj estos la unua paŝo en evoluo de nova aliro al traktado de EBS kaj metus la bazon por la tradukado de ĉi tiuj terapioj en paciencan profiton."

– Profesoro John Connelly

Subvenciotitolo: Celante epigenetikan genreguligon en epidermolysis bullosa simplex

Epidermolysis bullosa simplex (EBS) estas malofta genetika haŭtomalsano kaŭzita de keratinmutacioj en la epidermo, kaj de naskiĝo rezultigas delikatan haŭton kiu estas ema al dolora veziketo. Nuntempe ne ekzistas kuraco kontraŭ EBS, kaj novaj terapioj por modifado de la severeco de la malsano havas la eblecon disponigi gravajn avantaĝojn kaj plibonigi la vivokvaliton por infanoj kaj familioj suferantaj de ĉi tiu malsano. Lastatempaj studoj de nia laboratorio identigis apartajn ŝanĝojn kaj en la kernoj de ĉeloj kun keratinaj mutacioj, igante nin hipotezi, ke nuklea strukturo kaj DNA-organizo kontribuas al la simptomoj kaj severeco de EBS. Plie, ni proponas, ke la uzo de ekzistantaj kunmetaĵoj konataj kiel "epigenetikaj inhibidores", kiuj reguligas DNA-pakadon ene de la nukleo, havu la eblon korekti nuklean strukturon en EBS-keratinocitoj kaj plibonigi vezikecan riparon. Ĉi tiu projekto do celas karakterizi la molekulajn nivelŝanĝojn en nuklea organizo kaŭzitaj de EBS-mutacioj kaj efektivigi komencan testadon de elektita panelo de epigenetikaj inhibitoroj por vidi ĉu ili povas plibonigi vundan resanigon kaj vezikezolucion en la laboratorio. Ĉi tiuj studoj estos la unua paŝo en evoluo de nova aliro al traktado de EBS kaj metus la bazon por la tradukado de ĉi tiuj terapioj en paciencan profiton. La sekvaj paŝoj post ĉi tiu studo estos elekti la plej efikajn drogojn kaj porti ilin antaŭen al pliaj provoj kaj klinikaj provoj.

Epidermolysis bullosa simplex (EBS) estas malofta vezikeca haŭtmalsano kaŭzita de genetikaj mutacioj en la keratinoj de la epidermo. Dum la ĝeneralaj mekanikaj efikoj de ĉi tiuj keratinaj mutacioj sur haŭta fragileco kaj vezikecado estas bone establitaj, la efikoj sur intraĉelaj biokemiaj signalvojoj kaj inflamaj respondoj restas neklaraj. Ĉi tiu projekto tial celas analizi la efikojn de EBS-kaŭzantaj mutacioj sur keratinocitaj stresrespondoj kaj inflamo.

Ĝis nun, ni generis novajn keratinocitajn ĉelliniojn, kiuj esprimas keratinon 14 (K14) kun du apartaj mutacioj konataj kaŭzantaj EBS, kaj ni observis frapajn ŝanĝojn en la nukleoj de ĉi tiuj ĉeloj, kiuj montras misformitajn kaj neregulajn nukleojn kun ŝanĝita esprimo de ŝlosilaj nukleaj kovertaj proteinoj. Ni ankaŭ trovis, ke ĉi tiuj ĉeloj havas pliigitan bazan esprimon de ŝlosilaj stresrespondaj proteinoj kaj ne sukcesas suprenreguligi ĉi tiujn proteinojn en respondo al eksteraj stresfaktoroj, kiel ekzemple ultraviola radiado. Plia genekspresa profilado malkovris ligojn al difektita kreskofaktoro kaj citokina esprimo en EBS-keratinocitoj. Kune, ĉi tiuj trovoj indikas eblan signalvojon, en kiu nuklea misformiĝo en EBS-ĉeloj ekigas konstituigan esprimon de stresrespondaj proteinoj kaj difektitan inflaman signaladon. Ĉi tiuj trovoj plue sugestas, ke, krom esti meĥanike pli malforta, la epidermo de EBS-pacientoj eble havas difektitan kapablon por stresrespondoj kaj hista riparo. Tiel, celado de ĉi tiu vojo povus esti ebla strategio por plibonigi vundkuraciĝon ĉe EBS-pacientoj, sed plia esplorado estas necesa por konfirmi ĉi tiujn mekanismojn.

En niaj antaŭaj studoj, ni observis, ke keratinocitoj kun EBS-kaŭzantaj mutacioj montris ŝanĝitan esprimon de la nuklea lameno, kiuj estas ŝlosilaj reguligantoj de nuklea strukturo kaj genara organizado. Ĉi tiuj trovoj igis nin hipotezi, ke EBS-keratinocitoj havas ŝanĝitan nuklean arkitekturon, kiu influas genan esprimon kaj malsanpatogenezon. La ĝenerala celo de la proponita projekto estis determini la sekvojn de EBS-kaŭzantaj keratinaj mutacioj sur nuklea arkitekturo kaj epigenetika genreguligo. Krome, ni celis esplori ĉu modulado de gena esprimo per epigenetikaj inhibiciiloj.

La laborplano implikis tri ĉefajn celojn/objektivojn:

1. Establu 3D HSE-modelon de EBS kun kontrolita mekanika stresaktivigo.

2. Taksu panelon de epigenetikaj inhibitoroj por antaŭenigi vundriparon ene de la 3D-modelo de EBS.

3. Esplori la epigenetikajn kaj genajn reguligajn mekanismojn de ago por elektitaj inhibitoroj.

Kvara nova celo estis aldonita al la projekto post lastatempaj malkovroj, ke nuklea deformado kaj fragileco estas implikitaj en la aktivigo de la cGAS-STING-vojo, kiu sentas citosolan DNA-on kaj ekigas esprimon de inflamaj genoj, kiel ekzemple tipo I interferonoj:

 4. Esploru ŝanĝitajn inflamajn kaj stresajn respondojn en EBS-keratinocitoj.

(El la raporto pri progreso de julio 2025.)

La ĝenerala celo de ĉi tiu projekto estas kompreni kiel epidermolysis bullosa simplex (EBS) influas genekspresion en keratinocitoj kaj esplori ĉu speciala klaso de medikamentoj konataj kiel "epigenetikaj inhibitoroj" povus helpi korekti genekspresion kaj helpi antaŭenigi vezikecan resanigon en EBS. La specifaj celoj de la projekto estas unue karakterizi kiel genreguligo estas ŝanĝita en EBS-ĉeloj kaj determini la rolon de epigenetikaj faktoroj, kiu rilatas al kiel DNA estas pakita ene de la nukleo. Ni tiam planas esplori kiel traktado kun panelo de malsamaj epigenetikaj inhibitoroj influas vundan resanigon kaj 3D-histan strukturon uzante niajn inĝenierajn haŭtajn modelojn en la laboratorio.

Dum la unua jaro de la projekto, ni koncentriĝis pri starigo de ŝlosilaj iloj kaj optimumigo de eksperimentaj protokoloj por efektivigi ĉi tiujn studojn. Tiu laboro inkludis realigi novajn keratinocitliniojn kun du malsamaj keratinmutacioj, konataj kaŭzi EBS, kaj iliajn genetike egalitajn kontrolojn. Ni nun konfirmis, ke ĉi tiuj ĉeloj esprimas similajn nivelojn de la mutaciulo kaj normala keratinoj kaj ke enkonduko de la mutaciulo keratino induktas la formadon de keratinaj agregaĵoj, kiel estas observita en pacienca haŭto kaj kulturitaj ĉeloj. Ni ankaŭ akiris novajn pacient-derivitajn ĉelliniojn kun kongruaj mutacioj kaj optimumigis iliajn kulturkondiĉojn, kaj ni starigis analizojn por analizi gratvundfermaĵon kaj 3D-kultivajn modelojn uzante ĉiujn ĉi tiujn ĉelojn.

Ni lastatempe komencis karakterizi la efikojn de keratinaj mutacioj en la inĝenieritaj linioj sur epigenetikaj faktoroj en keratinocitoj. Komencaj studoj indikas ke EBS-mutacioj kaŭzas plurajn rimarkindajn ŝanĝojn en la strukturo kaj organizo de la nukleo en keratinocitoj. Ĉi tiuj trovoj faris bonajn kontribuojn al la unua celo de la projekto, karakterizante la epigenetikan staton de EBS-keratinocitoj. Kun la optimumigitaj kulturkondiĉoj kaj analizoj notitaj supre, ni nun estas bone lokitaj por esplori la efikon de ĉi tiuj epigenezaj ŝanĝoj sur ĉela kaj hista funkcio kaj ĉu ili povas esti modifitaj de epigenetikaj inhibidores por plibonigi vundan resanigon en la sekva etapo de la projekto. (De 2024 progresraporto.)