hiPSC-Cardiomyocytes to Screen Variants Predictive of Doxorubicin Cardiotoxicity

hiPSC-心肌细胞筛选预测阿霉素心脏毒性的变异体

基本信息

  • 批准号:
    8909180
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 23.21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-08-08 至 2016-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Doxorubicin, although one of the oldest anti-cancer agents, is highly effective in treating a wide range of cancers and is still utilized in 70% of all childhood cancer treatments. However, its utility is limited by its cardiac toxicity, occurring in p to 65% of long-term survivors of childhood cancer. Children are more susceptible to this life-threatening side effect than adults. We have found two genetic variants associated with dramatically altered risk of doxorubicin cardiotoxicity. One protective variant is in the gene SLC28A3, an anti-cancer drug transporter and one risk variant is in RARG, a nuclear receptor and transcription factor that alters expression of other genes. Although these studies represent an advance in using a patient's genetics to guide doxorubicin usage (pharmacogenomics), the true effect of these gene variants is far from proven. Additional criteria that must be met include (1) Confirmation in other patient cohorts; (2) Validation, using a model system, that the gene variant alters cardiotoxicity; (3) Validation of a mechanism for its effects (e.g. does a loss-of-function change in a drug transporter lead to decreased intracellular drug levels and decreased toxicity); and (4) Demonstration that reversion of the variant to the normal (wild-type) gene rescues the altered toxicity effect. Patient-derived hiPSC-CMs (human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes) represent a novel technology which has been applied to understanding disease mechanisms and to screening drugs for toxicity. Although hiPSC-CMs do not replicate all aspects of mature cardiomyocytes, we show that hiPSC-CMs from patients who have had doxorubicin cardiotoxicity show increased doxorubicin damage compared to cells from patients without cardiotoxicity. We hypothesize that hiPSC-CMs represent a model platform for studying the validity and mechanisms of gene variants in regulating doxorubicin cardiotoxicity. Aim 1: To develop hiPSC lines with the gene variant in SLC28A3 and examine for decreased susceptibility to doxorubicin cardiotoxicity. Cells will be derived (a) directly from patients with the gene variant; and (b) by genetically inducing the same gene alterations in a control hiPSC line. Doxorubicin toxicity will be quantified by assays of cell function and viabilit. Aim 2: To develop hiPSC lines with the candidate gene variant in RARG and examine for increased susceptibility to in vitro doxorubicin cardiotoxicity. Aim 3: To explore the mechanism(s) by which each variant alters doxorubicin cardiotoxicity. (a) Expression of each candidate gene will be increased or decreased in a control hiPSC-CM line; (b) The variant will be reverted to normal (wild-type) in hiPSC-CMs from patients with each variant (c) We will then explore the specific mechanisms by which each variant affects doxorubicin cardiotoxicity. Aim 4: To utilize our platform to validate additional high risk hits. We will duplicate the above studies or other variants, chosen by meeting a strict definition of high probability and replicability.
描述(由申请人提供):阿霉素虽然是最古老的抗癌药物之一,但在治疗多种癌症方面非常有效,并且仍然在 70% 的癌症中使用 儿童癌症治疗。然而,其用途受到心脏毒性的限制,大约 65% 的儿童癌症长期幸存者会出现心脏毒性。儿童比成人更容易受到这种危及生命的副作用的影响。我们发现了两种与阿霉素心脏毒性风险显着改变相关的基因变异。一种保护性变体位于基因 SLC28A3(一种抗癌药物转运蛋白)中,一种风险变体位于 RARG(一种改变其他基因表达的核受体和转录因子)中。尽管这些研究代表了利用患者遗传学指导阿霉素使用(药物基因组学)的进步,但这些基因变异的真正效果还远未得到证实。必须满足的其他标准包括 (1) 在其他患者队列中得到确认; (2) 使用模型系统验证基因变异会改变心脏毒性; (3) 验证其作用机制(例如药物转运蛋白的功能丧失变化是否会导致细胞内药物水平降低和毒性降低); (4) 证明将变体恢复为正常(野生型)基因可以挽救改变的毒性作用。 患者来源的 hiPSC-CM(人诱导多能干细胞来源的心肌细胞)代表了一项新技术,已应用于了解疾病机制和筛选药物毒性。尽管 hiPSC-CM 不能复制成熟心肌细胞的所有方面,但我们发现,与来自没有心脏毒性的患者的细胞相比,来自患有阿霉素心脏毒性的患者的 hiPSC-CM 显示出更多的阿霉素损伤。我们假设 hiPSC-CM 代表了一个模型平台,用于研究基因变异在调节阿霉素心脏毒性方面的有效性和机制。目标 1:开发具有 SLC28A3 基因变异的 hiPSC 系,并检查对阿霉素心脏毒性的敏感性降低。细胞将来自 (a) 直接来自具有基因变异的患者; (b) 通过在对照 hiPSC 系中遗传诱导相同的基因改变。阿霉素毒性将通过细胞功能和活力测定来量化。目标 2:开发具有 RARG 候选基因变体的 hiPSC 系,并检查体外阿霉素心脏毒性的敏感性是否增加。目标 3:探索每种变体改变阿霉素心脏毒性的机制。 (a) 每个候选基因的表达将在对照 hiPSC-CM 系中增加或减少; (b) 在来自携带每种变异的患者的 hiPSC-CM 中,该变异将恢复为正常(野生型)。 (c) 然后我们将探讨每种变异影响阿霉素心脏毒性的具体机制。目标 4:利用我们的平台来验证其他高风险命中。我们将复制上述研究或其他变体,通过满足高概率和可复制性的严格定义来选择。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Patient-Specific Pluripotent Stem Cells in Doxorubicin Cardiotoxicity: A New Window Into Personalized Medicine.
阿霉素心脏毒性中的患者特异性多能干细胞:个性化医疗的新窗口。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Bernstein, Daniel;Burridge, Paul
  • 通讯作者:
    Burridge, Paul
A coding variant in RARG confers susceptibility to anthracycline-induced cardiotoxicity in childhood cancer.
RARG 中的编码变异使儿童癌症对蒽环类药物诱导的心脏毒性具有易感性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    30.8
  • 作者:
    Aminkeng, Folefac;Bhavsar, Amit P;Visscher, Henk;Rassekh, Shahrad R;Li, Yuling;Lee, Jong W;Brunham, Liam R;Caron, Huib N;van Dalen, Elvira C;Kremer, Leontien C;van der Pal, Helena J;Amstutz, Ursula;Rieder, Michael J;Bernstein, Daniel;Carleto
  • 通讯作者:
    Carleto
Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes: A Platform for Testing For Drug Cardiotoxicity.
诱导多能干细胞衍生的心肌细胞:药物心脏毒性测试平台。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Bernstein; Daniel
  • 通讯作者:
    Daniel
Anthracycline Cardiotoxicity: Worrisome Enough to Have You Quaking?
蒽环类药物心脏毒性:令人担忧到让您发抖吗?
  • DOI:
    10.1161/circresaha.117.312395
  • 发表时间:
    2018-01-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    20.1
  • 作者:
    Bernstein D
  • 通讯作者:
    Bernstein D
Thalidomide treatment prevents chronic graft rejection after aortic transplantation in rats - an experimental study.
沙利度胺治疗可预防大鼠主动脉移植后的慢性移植排斥——一项实验研究。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Miller, Katharine K;Wang, Dong;Hu, Xiaomeng;Hua, Xiaoqin;Deuse, Tobias;Neofytou, Evgenios;Renne, Thomas;Velden, Joachim;Reichenspurner, Hermann;Schrepfer, Sonja;Bernstein, Daniel
  • 通讯作者:
    Bernstein, Daniel
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Daniel Bernstein其他文献

Daniel Bernstein的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Daniel Bernstein', 18)}}的其他基金

RE-ENERGIZE FONTAN - RandomizEd Exercise INtERvention desiGned to MaximIZE Fitness in Pediatric FONTAN patients
重新激活 FONTAN - 随机运动干预旨在最大限度地提高儿童 FONTAN 患者的健康状况
  • 批准号:
    9893292
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
RE-ENERGIZE FONTAN - RandomizEd Exercise INtERvention desiGned to MaximIZE Fitness in Pediatric FONTAN patients
重新激活 FONTAN - 随机运动干预旨在最大限度地提高儿童 FONTAN 患者的健康状况
  • 批准号:
    10274780
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
RE-ENERGIZE FONTAN - RandomizEd Exercise INtERvention desiGned to MaximIZE Fitness in Pediatric FONTAN patients
重新激活 FONTAN - 随机运动干预旨在最大限度地提高儿童 FONTAN 患者的健康状况
  • 批准号:
    10589103
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
RE-ENERGIZE FONTAN - RandomizEd Exercise INtERvention desiGned to MaximIZE Fitness in Pediatric FONTAN patients
重新激活 FONTAN - 随机运动干预旨在最大限度地提高儿童 FONTAN 患者的健康状况
  • 批准号:
    10378166
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
From proteins to cells to tissues: A multi-scale assessment of biomechanical regulation by the myosin molecular motor
从蛋白质到细胞再到组织:肌球蛋白分子马达生物力学调节的多尺度评估
  • 批准号:
    10615077
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
From proteins to cells to tissues: A multi-scale assessment of biomechanical regulation by the myosin molecular motor
从蛋白质到细胞再到组织:肌球蛋白分子马达生物力学调节的多尺度评估
  • 批准号:
    10396504
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
From proteins to cells to tissues: A multi-scale assessment of biomechanical regulation by the myosin molecular motor
从蛋白质到细胞再到组织:肌球蛋白分子马达生物力学调节的多尺度评估
  • 批准号:
    10291393
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
From proteins to cells to tissues: A multi-scale assessment of biomechanical regulation by the myosin molecular motor
从蛋白质到细胞再到组织:肌球蛋白分子马达生物力学调节的多尺度评估
  • 批准号:
    10584005
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
Genetics of Hypoplastic Left Heart Syndrome
左心发育不良综合征的遗传学
  • 批准号:
    9114658
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
Genetics of Hypoplastic Left Heart Syndrome
左心发育不良综合征的遗传学
  • 批准号:
    9324048
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于真实世界医疗大数据的中西药联用严重不良反应监测与评价关键方法研究
  • 批准号:
    82274368
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
OR10G7错义突变激活NLRP3炎症小体致伊马替尼严重皮肤不良反应的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于隐狄利克雷分配模型的心血管系统药物不良反应主动监测研究
  • 批准号:
    82273739
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于真实世界数据的创新药品上市后严重罕见不良反应评价关键方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D.formicigenerans菌通过调控FoxP3-Treg影响PD-1抑制剂所致免疫相关不良反应的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Development of a phenotypic screening assay for novel compounds that inhibit peripheral pain-sensing neurons
开发抑制外周痛觉神经元的新型化合物的表型筛选试验
  • 批准号:
    10650640
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
Maternal inflammation in relation to offspring epigenetic aging and neurodevelopment
与后代表观遗传衰老和神经发育相关的母体炎症
  • 批准号:
    10637981
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
Growth plate-targeted IGF1 to treat Turner Syndrome
生长板靶向 IGF1 治疗特纳综合征
  • 批准号:
    10819340
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
The University of Miami AIDS Research Center on Mental Health and HIV/AIDS - Center for HIV & Research in Mental Health (CHARM) Research Core & MHD-CE
迈阿密大学艾滋病心理健康和艾滋病毒/艾滋病研究中心 - Center for HIV
  • 批准号:
    10686545
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
Examining the effects of Global Budget Revenue Program on the Costs and Quality of Care Provided to Cancer Patients Undergoing Chemotherapy
检查全球预算收入计划对接受化疗的癌症患者提供的护理成本和质量的影响
  • 批准号:
    10734831
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.21万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了