The hCNS-HIV/ARV assay system, a platform utilizing human iPSC-neurons/-microglia/-astrocytes to test HIV/AIDS therapeutics for neurotoxicity related to HIV-associated cognitive disroder (HAND)

hCNS-HIV/ARV 检测系统是一个利用人类 iPSC-神经元/-小胶质细胞/-星形胶质细胞来测试 HIV/AIDS 疗法与 HIV 相关认知障碍 (HAND) 相关神经毒性的平台

基本信息

  • 批准号:
    10397158
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 94.1万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-10 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Globally, about 40 million people live with HIV/AIDS, and HIV antiretroviral agents (ARVs) are a multi-billion dollar pharmaceutical sector with continued development of agents. Thanks to combination antiretroviral therapy (cART, in which 2 to 4 ARVs are given, simultaneously) HIV+ people have a near-normal life-span. HIV+ pregnant women also receive cART, and their children are given cART prophylactically at birth (in general, cART is given to all HIV+ infants and children). For all HIV+ patients, if cART is stopped, HIV replication restarts; thus, HIV+ people must remain on cART for the rest of their lives. For HIV+ adults, ARVs are present during aging, in which loss of central nervous system (CNS) neurons contributes to loss of cognition/dementia. For HIV+ infants and children, ARVs are present during neurodevelopment. HIV+ individuals frequently develop HIV-Associated Cognitive Disorders (HAND), which includes HIV-associated dementia (HAD,common in AIDS), and less severe forms (asymptomatic neurocognitive impairment and mild neurocognitive disorder (MND). While cART has reduced the incidence of HAD, ANI and MND remain at high levels, even when HIV load is very low. In fact, certain ARVs may contribute to HAND, and alarmingly, HIV+children on cART exhibit developmental delays in intellectual performance. Also, HIV infects/replicates in microglia (MG), an innate immune cell of the CNS, and MG are out of the reach of ARVs that are poor at crossing the blood:brain barrier. More brain-penetrant ARVs were developed, but, unexpectedly, these are linked to greater incidence of HAND. Preclinical research on ARV neurotoxicity has been conducted on primary rodent neurons and glial. Our goal is to develop an assay system (dubbed the hCNS-HIV/ARV platform) for testing ARVs for neurotoxicity and efficacy at inhibiting HIV, neurons, MG and astrocytes (another glial cells), derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSC-neurons, hiPSC-MG, and hiPSC-ACs). In phase I, we developed methods for testing ARVs on hiPSC-neurons plated in 384-well dishes, utilizing high-throughput digital microscopy/analysis. We found neurotoxicity (reductions in neurites, synapses, and calcium transients) for elvitegravir (EVG, strongest effect, matching data with rat neurons), dolutegravir (DTG, linked to birth defects), and tenofovir disoproxil fumerate (TDF) and certain combinations of ARVs representing cART had stronger effects than the ARVs, alone. TDF also reduced the viability and elicited epigenetic changes in human neural precursor cells (hNPCs), suggesting that TDF may affect neurogenesis, a process critical for neurodevelopment and cognition. In phase II we will develop standard assay protocols/analysis methods for testing ARVs and HIV infection, itself, on hiPSC-neurons/-MG/-ACs, and on hiPSC-NPCs. The hCNS- HIV/ARV platform will enable development of ARVs that inhibit HIV with minimal neurotoxicity and will be marketed to pharmaceutical companies developing novel therapeutics for HIV/AIDs.
全球约有 4000 万人感染艾滋病毒/艾滋病,艾滋病毒抗逆转录病毒药物 (ARV) 的用量达数十亿美元。 元药业继续开发制剂。得益于联合抗逆转录病毒药物 治疗(cART,同时给予 2 至 4 种抗逆转录病毒药物) HIV 阳性患者的寿命接近正常人。 HIV+ 孕妇也接受 cART,其孩子在出生时也接受预防性 cART 治疗(在 一般来说,cART 会给予所有 HIV+ 婴儿和儿童)。对于所有 HIV+ 患者,如果停止 cART,HIV 复制重新启动;因此,艾滋病病毒感染者必须终生继续接受 cART 治疗。对于 HIV + 成人,抗逆转录病毒药物 在衰老过程中存在,其中中枢神经系统(CNS)神经元的丧失导致 认知/痴呆。对于 HIV + 婴儿和儿童,抗逆转录病毒药物存在于神经发育过程中。艾滋病毒+ 个体经常出现 HIV 相关认知障碍 (HAND),其中包括 HIV 相关认知障碍 痴呆(HAD,常见于艾滋病)和不太严重的形式(无症状的神经认知障碍和轻度痴呆) 神经认知障碍(MND)。虽然 cART 降低了 HAD 的发病率,但 ANI 和 MND 的发病率仍然很高 水平,即使 HIV 载量非常低。事实上,某些抗逆转录病毒药物可能会导致 HAND,令人担忧的是, 接受 cART 治疗的 HIV 阳性儿童表现出智力发育迟缓。此外,艾滋病毒感染/复制 小胶质细胞(MG)是中枢神经系统的一种先天免疫细胞,并且 MG 超出了抗逆转录病毒药物的作用范围,而抗逆转录病毒药物的抗逆转录病毒能力较差。 穿过血:脑屏障。更多的脑渗透性抗逆转录病毒药物被开发出来,但出乎意料的是,这些药物 与 HAND 发病率增加有关。抗逆转录病毒神经毒性的临床前研究已在原发性 啮齿动物神经元和神经胶质。我们的目标是开发一种检测系统(称为 hCNS-HIV/ARV 平台) 测试抗逆转录病毒药物的神经毒性和抑制 HIV、神经元、MG 和星形胶质细胞(另一种神经胶质细胞)的功效, 源自人类诱导多能干细胞(hiPSC-神经元、hiPSC-MG 和 hiPSC-AC)。在第一阶段, 我们开发了利用高通量在 384 孔培养皿中的 hiPSC 神经元上测试 ARV 的方法 数字显微镜/分析。我们发现了神经毒性(神经突、突触和钙瞬变减少) 埃替拉韦(EVG,最强效应,与大鼠神经元匹配数据),多替拉韦(DTG,与出生有关) 缺陷)、富马酸替诺福韦二吡呋酯 (TDF) 以及代表 cART 的某些抗逆转录病毒药物组合 比单独使用抗逆转录病毒药物的效果更强。 TDF 还降低了人类的活力并引起表观遗传变化 神经前体细胞 (hNPC),表明 TDF 可能影响神经发生,这是神经发生的关键过程 神经发育和认知。在第二阶段,我们将开发标准测定方案/分析方法 在 hiPSC-神经元/-MG/-AC 和 hiPSC-NPC 上测试 ARV 和 HIV 感染本身。 hCNS- HIV/ARV 平台将能够开发以最小的神经毒性抑制 HIV 的 ARV,并将 向开发艾滋病毒/艾滋病新疗法的制药公司销售。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-content analysis and Kinetic Image Cytometry identify toxicity and epigenetic effects of HIV antiretrovirals on human iPSC-neurons and primary neural precursor cells.
  • DOI:
    10.1016/j.vascn.2022.107157
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Smith AS;Ankam S;Farhy C;Fiengo L;Basa RCB;Gordon KL;Martin CT;Terskikh AV;Jordan-Sciutto KL;Price JH;McDonough PM
  • 通讯作者:
    McDonough PM
{{ 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 }}

PATRICK M MCDONOUGH其他文献

PATRICK M MCDONOUGH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('PATRICK M MCDONOUGH', 18)}}的其他基金

The Pain in a Dish Assay (PIDA): a high throughput system featuring human stem cell-derived nociceptors and dorsal horn neurons to test compounds for analgesic activity
皿中疼痛测定 (PIDA):一种高通量系统,具有人类干细胞来源的伤害感受器和背角神经元,用于测试化合物的镇痛活性
  • 批准号:
    10759735
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
The hCNS-HIV/ARV assay system, a platform utilizing human iPSC-neurons/-microglia/-astrocytes to test HIV/AIDS therapeutics for neurotoxicity related to HIV-associated cognitive disroder (HAND)
hCNS-HIV/ARV 检测系统是一个利用人类 iPSC-神经元/-小胶质细胞/-星形胶质细胞来测试 HIV/AIDS 疗法与 HIV 相关认知障碍 (HAND) 相关神经毒性的平台
  • 批准号:
    10259617
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
The Alzheimer's Therapeutics Screening Assay: a high-throughput drug-discovery platform utilizing neurons and microglia derived from human induced pluripotent stem cells and Kinetic Image Cytometry
阿尔茨海默病治疗筛选试验:利用源自人类诱导多能干细胞的神经元和小胶质细胞和动态图像细胞计数的高通量药物发现平台
  • 批准号:
    9681359
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
Assay of chemicals for Parkinson’s toxicity in human iPSC-derived neurons
化学物质对人类 iPSC 衍生神经元帕金森毒性的测定
  • 批准号:
    9020156
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
A High Throughput Assay for Neural Crest Cell Migration & Toxicity
神经嵴细胞迁移的高通量测定
  • 批准号:
    8929396
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
IN VITRO ASSAY OF THE INITIATION OF BREAST CANCER METASTASIS
乳腺癌转移起始的体外测定
  • 批准号:
    8937353
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
Kinetic image cytometry assays for neuronal activity/toxicity
神经元活性/毒性的动力学图像细胞计数分析
  • 批准号:
    8525016
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
Kinetic image cytometry assays for neuronal activity/toxicity
神经元活性/毒性的动力学图像细胞计数分析
  • 批准号:
    8927098
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
Stem cell toxicology assays for cardiac differentiation
心脏分化的干细胞毒理学测定
  • 批准号:
    8620564
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
FY-2013 Contract HHSN271201300010C, Topic 004. A High Throughput Assay for Neur
2013 财年合同 HHSN271201300010C,主题 004。神经元的高通量检测
  • 批准号:
    8756515
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:

相似海外基金

Automated Medication Platform with Video Observation and Facial Recognition to Improve Adherence to Antiretroviral Therapy in Patients with HIV/AIDS
具有视频观察和面部识别功能的自动化用药平台,可提高艾滋病毒/艾滋病患者抗逆转录病毒治疗的依从性
  • 批准号:
    10256239
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
MULTIMODAL IMAGING OF NEUROHIV DYNAMICS (MIND): AN OMAHA-PITTSBURGH CONSORTIUM
神经艾滋病毒动力学(心智)的多模态成像:奥马哈-匹兹堡联盟
  • 批准号:
    10322784
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
THE PROGRESSIVE ELEVATION OF SPONTANEOUS CORTICAL ACTIVITY IN HAND (PESCAH) PROJECT
手部自发皮质活动逐步提升 (PESCAH) 项目
  • 批准号:
    10370400
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
MULTIMODAL IMAGING OF NEUROHIV DYNAMICS (MIND): AN OMAHA-PITTSBURGH CONSORTIUM
神经艾滋病毒动力学(心智)的多模态成像:奥马哈-匹兹堡联盟
  • 批准号:
    10379337
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
THE PROGRESSIVE ELEVATION OF SPONTANEOUS CORTICAL ACTIVITY IN HAND (PESCAH) PROJECT
手部自发皮质活动逐步提升 (PESCAH) 项目
  • 批准号:
    10321801
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 94.1万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了