Mesenchymal Stem Cells can Restore and Maintain Corneal Endothelial Function

间充质干细胞可以恢复和维持角膜内皮功能

基本信息

  • 批准号:
    10465019
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.63万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary In this project, we propose to investigate the ability of mesenchymal stem cell (MSCs) to differentiate into functionally active corneal endothelial cells (CECs) to be transplanted in the diseased eye. As sources of MSCs, bone marrow MSCs (BM-MSCs), limbus MSCs (L-MSCs), and adipose derived MSCs (A-MSCs) will be evaluated. We will (1) determine the differentiation potential of different MSCs by varying numerous parameters and evaluate different molecular pathways involved in their differentiation, and (2) determine the ability of the differentiated cells to regenerate functionally active endothelium in diseased conditions. The differentiation, characterization, biocompatibility, and functionalization studies proposed here through in vitro, ex vivo, and in vivo studies will offer qualitative and quantitative information of the degree of biointegration and regenerative potential of the differentiated cells in contact with the host´s corneal cells and extracellular matrix. We expect that CECs differentiated from MSCs can proliferate in vivo after transplantation, maintaining the optimal hydration of the corneal stroma. If autologous or allogeneic MSCs can be differentiated to CECs and transplanted to recover normal endothelial function in patients suffering from endothelial diseases, without causing any immune or inflammatory response and without using whole donor corneas (DCs), this could simplify the treatment of corneal endothelial diseases and increase availability of DCs for other types of keratoplasty. Thus, I believe, this proposed research plan has the potential to revolutionize the treatment of corneal diseases, not only those affecting the corneal endothelium but also those affecting other corneal layers. The research aims are supported by the training plan focused on the acquisition of relevant multidisciplinary expertise in the field of cell and molecular biology, physiopathology, tissue-engineering, gene therapy, and material science. To this end, a “Mentoring Team” which includes the lead mentor, Dr. James Chodosh (MEE/ SERI), along with co-mentors, Dr. Miguel Gonzalez (SERI/UOC) and Professor Shigeto Shimmura (Keidai), has been assembled. Moreover, three independent collaborators will support our team in (1) the design of the studies related to MSCs differentiation and characterization (Dr. Garzon), (2) understanding of molecular pathways involved in the differentiation (Dr. Sabater), and (3) the nanoparticle based MRI detectable therapeutic strategies design (Dr. Patra). This group of mentors and collaborators will guide me during the K99 phase to achieve my long term career goal of becoming an academic scientist, and leader in my field with a strong independent research background. I envision that this award will provide me with an excellent platform to transition to an independent research faculty member (this includes the transition into the R00 phase) and in the long term, to successfully compete for independent NIH funding (R01 grant). My training will additionally be complemented by specialization courses during the mentored phase in the development, improvement of presentation and writing skills (grants and manuscripts), manuscript review, mentoring, and development of leadership abilities and lab management skills.
项目概要 在这个项目中,我们建议研究间充质干细胞(MSC)分化为 将功能活跃的角膜内皮细胞(CEC)移植到患病眼睛中作为间充质干细胞(MSC)的来源。 骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)、角膜缘间充质干细胞(L-MSCs)和脂肪源性间充质干细胞(A-MSCs) 我们将 (1) 通过改变众多参数来确定不同 MSC 的分化潜力。 并评估参与其分化的不同分子途径,以及(2)确定 分化细胞在患病条件下再生功能活跃的内皮。 本文通过体外、离体和体内提出的表征、生物相容性和功能化研究 体内研究将提供生物整合和再生程度的定性和定量信息 我们期望分化细胞与宿主角膜细胞和细胞外基质接触的潜力。 由MSC分化而来的CEC在移植后可以在体内增殖,保持最佳的水合作用 如果自体或同种异体 MSC 可以分化为 CEC 并移植到角膜基质中。 使患有内皮疾病的患者恢复正常的内皮功能,而不引起任何免疫 或炎症反应,并且不使用整个供体角膜(DC),这可以简化治疗 角膜内皮疾病并增加其他类型角膜移植术中 DC 的可用性。 拟议的研究计划有可能彻底改变角膜疾病的治疗,而不仅仅是那些 影响角膜内皮,也影响其他角膜层。该研究目标得到支持。 培训计划的重点是获得细胞领域的相关多学科专业知识 分子生物学、病理生理学、组织工程、基因治疗和材料科学。 “指导团队”包括首席导师 James Chodosh 博士(MEE/SERI)以及共同导师 Dr. James Chodosh。 Miguel Gonzalez (SERI/UOC) 和 Shigeto Shimmura 教授 (Keidai) 已齐聚。 独立合作者将支持我们的团队 (1) 与 MSC 分化相关的研究设计 和表征(Garzon 博士),(2)了解参与分化的分子途径(Dr. Garzon)。 Sabater),以及(3)基于纳米粒子的 MRI 可检测治疗策略设计(Patra 博士)。 导师和合作者将在 K99 阶段指导我实现我的长期职业目标: 我是一位学术科学家,也是我所在领域的领导者,具有强大的独立研究背景。 该奖项将为我提供一个绝佳的平台,让我过渡到一名独立的研究教员(这 包括过渡到 R00 阶段),并从长远来看,成功竞争独立 NIH 指导期间,我的培训还将得到专业课程的补充。 发展阶段、演示和写作技巧的提高(赠款和手稿)、手稿 审查、指导和发展领导能力和实验室管理技能。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electron-Beam Irradiated Recombinant Human Collagen-Phosphorylcholine Corneal Implants Retain Pro-Regeneration Capacity.
电子束照射重组人胶原蛋白-磷酰胆碱角膜植入物保留促再生能力。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Simpson, Fiona C;Islam, Mohammed Mirazul;Buznyk, Oleksiy;Edin, Elle;Groleau, Marc;Kozak;Magrelli, Federica M;AbuSamra, Dina B;Argüeso, Pablo;Chodosh, James;Liszka, Aneta;Fagerholm, Per;Griffith, May
  • 通讯作者:
    Griffith, May
Phosphorylcholine and KR12-Containing Corneal Implants in HSV-1-Infected Rabbit Corneas.
HSV-1 感染的兔角膜中含有磷酰胆碱和 KR12 的角膜植入物。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-06-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Malhotra, Kamal;Buznyk, Oleksiy;Islam, Mohammad Mirazul;Edin, Elle;Basu, Sankar;Groleau, Marc;Dégué, Delali Shana;Fagerholm, Per;Fois, Adrien;Lesage, Sylvie;Jangamreddy, Jaganmohan R;Šimoliūnas, Egidijus;Liszka, Aneta;Patra, Hirak K;Griffith
  • 通讯作者:
    Griffith
Rational design of peptide-based implants for corneal bioengineering.
用于角膜生物工程的基于肽的植入物的合理设计。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Pramanik, Bapan;Islam, Mohammad M;Patra, Hirak K
  • 通讯作者:
    Patra, Hirak K
Comparative In Vitro Activity of New Lipoglycopeptides and Vancomycin Against Ocular Staphylococci and Their Toxicity on the Human Corneal Epithelium.
新型脂糖肽和万古霉素抗眼葡萄球菌的体外活性比较及其对人角膜上皮的毒性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    André, Camille;Islam, Mohammad Mirazul;Paschalis, Eleftherios;Bispo, Paulo J M
  • 通讯作者:
    Bispo, Paulo J M
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    2014-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Abeni Wickham;Mohammad Mirazul Islam;Mohammad Mirazul Islam;D. Mondal;J. Phopase;Veera Sadhu;Éva Tamás;N. Polisetti;A. Richter‐Dahlfors;Bo Liedberg;Bo Liedberg;May Griffith;May Griffith
  • 通讯作者:
    May Griffith
Functional fabrication of recombinant human collagen-phosphorylcholine hydrogels for regenerative medicine applications.
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    2015-01-15
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  • 作者:
    Mohammad Mirazul Islam;V. Cėpla;Chaoliang He;J. Edin;T. Rakickas;K. Kobuch;Živilė Ruželė;Bruce W. Jackson;M. Rafat;C. Lohmann;R. Valiokas;May Griffith;May Griffith;May Griffith
  • 通讯作者:
    May Griffith
Inflammation-sensitivein situsmart scaffolding for regenerative medicine
  • DOI:
    10.1039/c6nr06157e
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Hirak K. Patra;Yashpal Sharma;Mohammad Mirazul Islam;Mohammad Javad Jafari;N. Arul Murugan;Hisatoshi Kobayashi;Anthony P. F. Turner;Ashutosh Tiwari
  • 通讯作者:
    Ashutosh Tiwari

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  • 发表时间:
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