Modellare la sindrome di Barth grazie a cellule staminali e heart-on-a-chip

I ricercatori di Harvard soro riusciti a creare un rilevante modello in vitro della sindrome di Barth – una rara malattia, che colpisce principalmente bambini di sesso maschile, causata dalla mutazione di un gene (TAZ): essa ostacola la normale funzione metabolica delle cellule e porta nella maggioranza dei casi a gravi problemi cardiaci – utilizzando cellule staminali derivanti dai pazienti stessi e le tecnologie Organs-on-Chips.
Con il loro nuovo modello, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che è sufficiente rilasciare i prodotti del gene TAZ non-mutato nel tessuto cardiaco malato per ripristinare le normali funzioni contrattili! Quello da loro creato è il primo modello basato su tessuti su cui si è riusciti a correggere una malattia genetica cardiaca!
Un grande passo in avanti per la medicina personalizzata. Il paper è stato pubblicato su Nature Medicine.

[Wang G, McCain ML, Yang L, et al. Modeling the mitochondrial cardiomyopathy of Barth syndrome with induced pluripotent stem cell and heart-on-chip technologies. Nature Medicine.Published online 11 May 2014.]

Link all’abstract: http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.3545.html

Abstract:

Study of monogenic mitochondrial cardiomyopathies may yield insights into mitochondrial roles in cardiac development and disease. Here, we combined patient-derived and genetically engineered induced pluripotent stem cells (iPSCs) with tissue engineering to elucidate the pathophysiology underlying the cardiomyopathy of Barth syndrome (BTHS), a mitochondrial disorder caused by mutation of the gene encoding tafazzin (TAZ). Using BTHS iPSC-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs), we defined metabolic, structural and functional abnormalities associated with TAZ mutation. BTHS iPSC-CMs assembled sparse and irregular sarcomeres, and engineered BTHS ‘heart-on-chip’ tissues contracted weakly. Gene replacement and genome editing demonstrated that TAZ mutation is necessary and sufficient for these phenotypes. Sarcomere assembly and myocardial contraction abnormalities occurred in the context of normal whole-cell ATP levels. Excess levels of reactive oxygen species mechanistically linked TAZ mutation to impaired cardiomyocyte function. Our study provides new insights into the pathogenesis of Barth syndrome, suggests new treatment strategies and advances iPSC-based in vitro modeling of cardiomyopathy.

 

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