Modelagem de doenças monogênicas para estudos fisiopatológicos e testes farmacológicos utilizando células especializadas derivadas de iPSCs

• Processo: 20/14635-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biologia Geral
• Pesquisador responsável: João Bosco Pesquero
• Beneficiário: João Bosco Pesquero
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Danilo Roman Campos
• Pesquisadores associados: Alysson Renato Muotri ; Karina Ramalho Bortoluci ; Marimélia Aparecida Porcionatto
• Auxílio(s) vinculado(s): 22/11408-0 - EMU concedido no processo 2020/14635-1: sistema de imagem EVOS M7000, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/14694-6 - Modelos in vitro para estudo da neurofisiopatologia da doença de Fabry, BP.PD; 24/09281-7 - Desenvolvimento de Modelo Isogênico de Síndrome do QT longo 3 utilizando células tronco humanas pluripotentes induzidas, BP.IC; 24/06444-2 - Canal para sódio Nav 1.8 como um novo alvo terapêutico para as arritmias cardíacas observadas na hipertensão pulmonar e doença de Fabry, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 23/18058-7 - Envolvimento do sistema calicreína-cininas na fisiopatologia da Doença de Fabry a partir de cardiomiócitos derivados de iPSC de pacientes, BP.PD; 23/00063-4 - Modelos in vitro para estudo da neurofisiopatologia da doença de Fabry, BP.PD; 18/23367-0 - Estudo dos mecanismos fisiopatológicos dos transtornos psiquiátricos na doença de Fabry, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Biologia celular Biologia molecular Organoides Células-tronco pluripotentes induzidas CRISPR-Cas9 Angioedemas hereditários Doença de Fabry Síndrome do QT longo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Angioedema Hereditário | Doença de Fabry | Doenças monogênicas | iPSCs | Organóides | síndrome do QT longo | Biologia celular / biologia molecular

Resumo

Atualmente, um dos grandes desafios na pesquisa médica é modelar células in vitro capazes de recapitular os processos fisiológicos da forma mais semelhante possível aos organismos complexos. A dificuldade de obtenção de células especializadas para estudos em laboratórios como cardiomiócitos, células endoteliais e neurônios sempre foi um desafio para o desenvolvimento de estudos mais precisos e que tem sido superado na última década com a utilização de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). Desde seu desenvolvimento, as iPSCs têm mostrado seu potencial de se diferenciar em células especializadas. Além disso, tais células se comportam como células tronco embrionárias, contornando controvérsias éticas, sem limite de amostras e com capacidade de se diferenciar em quase todos os tipos celulares. Nesse projeto visamos utilizar tais células a fim de criarmos uma plataforma in vitro para estudos fisiopatológicos e análise de fármacos em três doenças monogênicas. Para isso foi proposto o desenvolvimento de cardiomiócitos e neurônios derivados de iPSCs com alterações em genes responsáveis pelo desenvolvimento da Doença de Fabry (DF) e da Síndrome do QT Longo Tipo 3 (LQT3). Além disso, células endoteliais derivadas de iPSCs carreando mutações responsáveis pelo desenvolvimento de Angioedema Hereditário (AH) também serão desenvolvidas. Todas as células especializadas serão modeladas a partir de células sanguíneas periféricas adultas de pacientes portadores das doenças monogênicas ou por mutações induzidas pelo sistema CRISPR-Cas9. Para isso, serão geradas iPSCs através da reprogramação com vetores epissomais e diferenciação com fatores específicos. As células diferenciadas serão caracterizadas e posteriormente analisadas em seus processos fisiopatológicos, através de marcadores moleculares, fluorescentes e análises eletrofisiológicas. A utilização dessas células para o desenvolvimento de organoides também poderá elucidar melhor os processos biológicos envolvidos no acumulo de Gb3 na DF, e sua relação com o acometimento neural e cardíaco, além dos processos eletrofisiológicos na LQT3 e da permeabilidade vascular no AH. A plataforma poderá também abrir perspectivas para testes com fármacos e trazer informações farmacogenômicas importantes capazes de orientar de forma mais assertiva prescrições de medicamentos de acordo com o tipo de mutação apresentada pelo paciente. (AU)

Publicações científicas

(15)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; SANTOS-MIRANDA, ARTUR; MARQUES, IVAN LOBO SOUSA; MARQUES, LEISIANE PEREIRA; ALCANTARA, FABIANA; CONCEICAO, MICHAEL RAMON DE LIMA; SOUZA, DIEGO SANTOS; GONDIM, ANTONIO NEI SANTANA; ROMAN-CAMPOS, DANILO. Eugenol delays the onset of ouabain-induced ventricular cardiac arrhythmias in guinea pigs. BASIC & CLINICAL PHARMACOLOGY & TOXICOLOGY, v. N/A, p. 11-pg., 2023-09-19. (21/15122-0, 20/14635-1, 21/05584-7, 19/18918-0)

SOUZA, DIEGO SANTOS; MARQUES, LEISIANE PEREIRA; COSTA, ALEXANDRE DANTAS; CRUZ, JADER SANTOS; RHANA, PAULA; SANTOS-MIRANDA, ARTUR; JOVIANO-SANTOS, JULLIANE VASCONCELOS; DURCO, AIMEE OBOLARI; LINS VASCONCELOS, CARLA MARIA; ROMAN-CAMPOS, DANILO. Experimental hypothyroidism induces cardiac arrhythmias and ranolazine reverts and prevents the phenotype. Life Sciences, v. 308, p. 13-pg., 2022-09-13. (20/14635-1, 21/05584-7, 19/21304-4, 19/18918-0)

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TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; BELATO Y ORTS, DIEGO JOSE; DA SILVA, POLYANA LEAL; CONCEICAO, MICHAEL RAMON DE LIMA; HERMES, HERNAN; PRUDENCIO, CARLOS R.; ROMAN-CAMPOS, DANILO. In Vivo Anti-Inflammatory Activity of D-Limonene in a Rat Model of Monocrotaline-Induced Pulmonary Hypertension: Implications to the. Arquivos Brasileiros de Cardiologia, v. 121, n. 12, p. 11-pg., 2024-01-01. (21/05584-7, 22/07256-0, 20/14635-1)

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DURCO, AIMEE OBOLARI; SOUZA, DIEGO SANTOS; CONCEICAO, MICHAEL RAMON DE LIMA; BESERRA, SAMUEL DOS SANTOS; DA FONSECA, JORGE LUCAS TEIXEIRA; LOCH, LEONARDO; SILVA, MICHEL AUGUSTO; DE OLIVEIRA, ALDEIDIA PEREIRA; ARAUJO, ADRIANO ANTUNES DE SOUZA; DE VASCONCELOS, CARLA MARIA LINS; et al. D-limonene complexed with hydroxypropyl-(3-cyclodextrin prevents impaired cardiac excitation-contraction coupling by reducing oxidative stress and cardiac apoptosis in an animal model of cardiotoxicity induced by doxorubicin. Chemico-Biological Interactions, v. 418, p. 10-pg., 2025-09-05. (21/05584-7, 23/11912-2, 22/14133-1, 24/06444-2, 20/14635-1, 09/53840-0)

CONCEICAO, MICHAEL RAMON DE LIMA; TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; ORTS, DIEGO JOSE BELATO; NASCIMENTO, DANIELLA SANTOS; DANTAS, CACIA OLIVEIRA; DE VASCONCELOS, CARLA MARIA LINS; SOUZA, DIEGO SANTOS; ROMAN-CAMPOS, DANILO. Exploring the interplay between extracellular pH and Dronedarone's pharmacological effects on cardiac function. European Journal of Pharmacology, v. 983, p. 11-pg., 2024-09-12. (24/06444-2, 22/07256-0, 22/14133-1, 21/05584-7, 20/14635-1)

MARQUES, LEISIANE PEREIRA; SANTOS-MIRANDA, ARTUR; JOVIANO-SANTOS, JULLIANE VASCONCELOS; TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; ALCANTARA, FABIANA DA SILVA; SARMENTO, JAQUELINE OLIVEIRA; ROMAN-CAMPOS, DANILO. The fungicide tebuconazole modulates the sodium current of human Na_V1.5 channels expressed in HEK293 cells. Food and Chemical Toxicology, v. 180, p. 12-pg., 2023-08-30. (21/15122-0, 20/14635-1, 21/05584-7)

TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; SOUZA, DIEGO SANTOS; CONCEICAO, MICHAEL RAMON DE LIMA; MARQUES, LEISIANE PEREIRA; DURCO, AIMEE OBOLARI; DA SILVA, POLYANA LEAL; JOVIANO-SANTOS, JULLIANE V.; SANTOS-MIRANDA, ARTUR; ROMAN-CAMPOS, DANILO. In vivo tebuconazole administration impairs heart electrical function and facilitates the occurrence of dobutamine-induced arrhythmias: involvement of reactive oxygen species. Food and Chemical Toxicology, v. 187, p. 12-pg., 2024-04-04. (22/14133-1, 21/05584-7, 20/14635-1, 21/15122-0, 23/11912-2)

SANTOS-MIRANDA, ARTUR; JOVIANO-SANTOS, V. JULLIANE; CRUZ-NASCIMENTO, TAYNARA; NERI, ELIDA ADALGISA; SOUZA, DIEGO SANTOS; MARQUES, LEISIANE PEREIRA; KRIEGER, JOSE E.; ROMAN-CAMPOS, DANILO. The fungicide Tebuconazole induces electromechanical cardiotoxicity in murine heart and human cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells. Toxicology Letters, v. 359, p. 10-pg., 2022-04-15. (18/22830-9, 19/18918-0, 21/05584-7, 19/21304-4, 20/14635-1, 18/20777-3)

TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; JOVIANO-SANTOS, JULLIANE V.; BESERRA, SAMUEL SANTOS; CONCEICAO, MICHAEL RAMON DE LIMA; LEAL-SILVA, POLYANA; MARQUES, LEISIANE PEREIRA; SOUZA, DIEGO SANTOS; ROMAN-CAMPOS, DANILO. Exploring the involvement of TASK-1 in the control of isolated rat right atrium function from healthy animals and an experimental model of monocrotaline-induced pulmonary hypertension. NAUNYN-SCHMIEDEBERGS ARCHIVES OF PHARMACOLOGY, v. N/A, p. 14-pg., 2023-06-20. (19/21304-4, 19/18918-0, 21/15122-0, 20/14635-1, 21/05584-7)

MARINS, MARYANA; CURIATI, MARCO ANTONIO; GOMES, CAIO PEREZ; MARTIN, RENAN PAULO; NICOLICHT-AMORIM, PRISCILA; YAMAMOTO, JOYCE UMBELINO DA SILVA; D'ALMEIDA, VANIA; MARTINS, ANA MARIA; PESQUERO, JOAO BOSCO. α-mannosidosis diagnosis in Brazilian patients with MPS-like symptoms. ORPHANET JOURNAL OF RARE DISEASES, v. 19, n. 1, p. 10-pg., 2024-11-26. (20/14635-1)

DE CONCEICAO, MICHAEL RAMON LIMA; TEIXEIRA-FONSECA, JORGE LUCAS; MARQUES, LEISIANE PEREIRA; SOUZA, DIEGO SANTOS; ROMAN-CAMPOS, DANILO. Interaction of the antiarrhythmic drug Amiodarone with the sodium channel Nav1.5 depends on the extracellular pH. European Journal of Pharmacology, v. 960, p. 12-pg., 2023-10-24. (21/05584-7, 19/18918-0, 21/15122-0, 20/14635-1)