Human iPS cells for studying disease mechanisms in spinocerebellar ataxia

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus er på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiet utføres in vitro. Viderføring av prosjektet i 2018 har omfattet en fortsettelse av arbeidet med differensiering av iPS-cellelinjene vi har laget fra SCA-14 pasienter til nerveceller. Disse er blitt karakterisert med hensyn til uttrykk av og fuksjonen i signalveier som er nedstrøms for proteinet (PKCgamma) som rammes av SCA-14 mutasjonen som pasientene bærer på. Vi har fått frem en tidsprofil av genekspresjon i nervecellene og undersøkt i hvilken grad mutasjonen påvirker ekspresjonen av PKCgamma, og i hvilken grad dette kompenseres av uttrykk av andre former til PKC. Vi har også etablerte et samarbeid med en forskningsgruppe ved NTNU som ser på hvordan SCA-14 mutasjon virker inn på PKCgammas struktur og enzymatisk aktivitet. Vi har ytterligere begynt å kjøre en protokoll for differensiering av iPS cellene til den spesifikke nervecelletype som rammes hos pasientene - Purkinjecellen. Dette vil gi dypere innsikt i hvordan sykdommen arter seg hos pasientene. Vi regner med at forskningsaktiviteten vil gi 2 artikler i løpet av 2019, samt innlevering av PhD-avhandling. Vi har også rekruttert en forsker inn i prosjektet som skal videreføre arbeidet etter at PhD-graden er oppnådd.

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Viderføring av prosjektet i 2017 har omfattet en fortsettelse av arbeidet med differensiering av iPS-cellelinjene vi har laget fra SCA-14 pasienter til nerveceller. Differensieringen til nerveceller fungerer bra, og vi har begynt å karakterisere disse med hensyn til uttrykk av og fuksjonen i signalveier som er nedstrøms for proteinet som rammes av SCA-14 mutasjonen som pasientene bærer på.

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Viderføring av prosjektet i 2016 har omfattet en fortsettelse av arbeidet med differensiering av iPS-cellelinjene vi har laget fra SCA-14 pasienter til nerveceller. Differensieringen til nerveceller har fungert bra, og vi har fortsatt med å karakterisere disse med hensyn til uttrykk av nøkkelproteiner som kjennetegner nerveceller og som er viktig for deres funksjon. Spesielt har vi fortsatt med å undersøke kalsiumsignalveier og nedstrøms effekter knyttet til proteindefektet som oppstår i nervecellene pga SCA-14 mutasjonen som pasientene bærer på..

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Viderføring av prosjektet i 2015 har omfattet en fortsettelse av arbeidet med differensiering av iPS-cellelinjene vi har laget fra SCA-14 pasienter til nerveceller. Vi har begynt å lage nerveceller, og har begynt å karakterisere disse med hensyn til uttrykk av nøkkelproteiner som kjennetegner nerveceller og som er viktig for deres funksjon. Blant annet har vi begynt å undersøke ulike signalsystem i nervecellene, særlig i forbindelse med kalsiumsignaler, hvilke er trolig sentrale i patologien som rammer nervecellene ved SCA-14.

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Viderføring av prosjektet i 2014 har omfattet en fortsettelse av arbeidet med differensiering av iPS-cellelinjene vi har laget fra SCA-14 pasienter til nerveceller. Vi har også foretatt en grundigere genetisk analyse av iPS-cellene, slik at vi kan fastslå at de har den samme genetiske feilen som pasientene har. Dette er viktig for å kunne tolke resultater av fremtidige forsøk på riktig måte. I tillegg har vi begynt å lage celler som er et mellomstadium på vei til nerveceller, nemlig nevrale progenitorceller. Disse kan lagres i en biobank på samme måte som iPS-cellene, og fordi de er et mellomstadium vil gi mer reproduserbar differensiering til nerveceller ved gjentatte differensieringsrunder i forhold til iPS-cellene.

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Viderføring av prosjektet i 2013 har omfattet innsamling av hudbiopsier fra et større utvalg av frivillige SCA-14 pasienter. Fra disse har vi laget iPS-cellelinjer, karakterisert disse til å være pluripotente, og begynt med differensiering av disse til nerveceller. Vi har videre etablert samarbeid med 2 utenlandske grupper med spesiell ekspertise vedrørende differensiering til spesifikke nerveceller som hører til de hjerneområdene som rammes av SCA-14.

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med genetiske sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler). Metoden er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet bruker vi iPS-teknologi (som ble belønnet i 2012 med Nobel-prisen i medisin eller fysiologi til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka) for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en dominant mutasjon, SCA-14. SCA-14 gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogeniske nevrodegenerative sykdommer estimert til å affisere 1 til 10 individer per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-cellene vil bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer som ligger til grunn for SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Viderføring av prosjektet i 2012 har omfattet innsamling av hudbiopsier fra normal kontrolldonorer og et lite utvalg frivillige SCA-14 pasienter. Fra disse har vi laget flere iPS-cellelinjer og karakterisert disse til å være pluripotente. Differensiering av iPS-cellene har såvidt begynt, og vi regner med å ha fremstilt fra disse både normale og SCA-14-positive nerveceller i løpet av første halvdel av 2013. Nervecellene vil da utsettes for en rekke nevrofysiologiske analyser for å undersøke om hvilke funksjoner rammes av SCA-14 mutasjonen.

Human iPS cells for studying spinocerebellar ataxiaStamceller fra pasienter med ulike sykdommer er blitt viktige verktøy i forskning på sykdomsmekanismer. En egnet metode for å få tak i disse er å reprogrammere allerede differensierte celler til induserte pluripotente stamceller (iPS celler), som er blitt et gjennombrudd i studier av sjeldne genetiske nevrologiske sykdommer.I dette prosjektet vil vi bruke iPS-teknologi for å generere humane nerveceller fra hudceller isolert via vanlig hudbiopsi fra pasienter som er bærere av en kjent dominant mutasjon, SCA-14, som gir en sykdom som heter Spino-Cerebellar Ataksi (SCA). SCA er et sett monogenisk nevrodegenerative sykdommer estimert utbredt 1 til 10 per 100.000 på verdensbasis og ca 1,4/100.000 i Norge. SCA-14 varianten innebærer degenerasjon av en bestemt type nervecelle i lillehjernen, Purkinjecellen. Hovedsymtomene er progressiv svekkelse av ganglag forårsaket av spasmer og/eller ataksi. iPS-celler vil lages fra hudbiopsier tatt fra frivillige SCA-14-pasienter utredet ved OUS. iPS-cellene vil da bli differensiert til nerveceller og disse vil bli brukt til å studere sykdomsmekanismer i SCA-14. Hovedfokus vil være på intercellulære og intracellulære prosesser som er knyttet til kjente funksjoner til proteinet som rammes av mutasjonen. Her er både signaloverføring og programmert celledød sentrale. Studiene vil utføres både in vitro og in vivo i allerede etablerte dyremodeller. Prosjektet ble startet medio 2011, og hittil har vi gjennomført trening i iPS-celleinduksjon i samarbeid med stamcelleforskere i Lund, Sverige, og vi har etablert nødvendig infrastruktur og reagenser for denne prosedyren ved Nasjonalt senter for stamcelleforskning. Frivillige SCA-14 pasienter er identifisert, og ved godkjenning av REK-søknaden (som er under vurdering) vil vi kunne starte med å ta hudbiopsiene. Vi regner derfor med å ha SCA-14-positive iPS celler i løpet av 2012 og å ha begynt med differensiering av disse til generiske nerveceller og deretter til Purkinjeceller.