Доктор: Усъвършенствана микроскопска технология за изследване на увреждането на очите при JEB

Срок 2027 г.

Водещ изследовател:

Д-р Кевин Хамил завършва докторантура върху генетични мутации в ламининовите субединици и ръководи лаборатория, посветена на разбирането как протеинът ламинин 332 функционира в здравето и болестта. Той отдавна е застъпник на изобразяването на ламинини на живи клетки и наскоро е ръководил докторски проект, който е създал лентивирусни инструменти със свръхрезолюция за визуализация на ламинини. Неговият екип има опит с корнеални модели, използвал е CRISPR-базирано маркиране на извънклетъчни матрични протеини и разработва РНК терапевтични подходи за наследственото лимбално-роговично заболяване аниридия.

Съ-ръководител:

Д-р Луси Босуърт е специалист по регенеративна медицина, който разработва нови фибро-хидрогелни структури, имитиращи естествените стромални свойства.

„Този ​​проект ще ускори търсенето на нови лечения, които предпазват от загуба на зрение при JEB и свързани с него заболявания на роговицата. До края на докторантурата ще разполагаме с платформа, която може да тества лекарства и генни терапии, използвайки проектирани модели на човешко око... Тези открития могат да доведат до нови терапии в рамките на пет до осем години за хора, изложени на риск от загуба на зрение. Освен JEB, изследването ще задълбочи и разбирането за заздравяването на рани и свързаните с възрастта увреждания в окото.“

– Д-р Кевин Хамил

Заглавие на гранта: Свръхрезолюционно изобразяване на ламинин 332 за дисекция на механизма и разработване на лечения за булозна епидермолиза на юнкционалната област.

Предистория на състоянието или темата:

Юнкционалната булозна епидермолиза (JEB) е рядко, наследствено състояние, при което дори леко триене причинява болезнено образуване на мехури по кожата и лигавиците. В окото, многократното разрушаване на роговичния епител води до хронични ерозии, белези, растеж на кръвоносни съдове и в крайна сметка до загуба на зрение. Още от ранна детска възраст пациентите се сблъскват с ежедневни грижи за рани, риск от инфекция и непрестанна болка. Прости действия като мигане, измиване или докосване могат да предизвикат нови лезии. Сегашното лечение разчита на превръзки, антибиотици и лубриканти, които лекуват симптомите, но не правят нищо за предотвратяване на образуването на мехури. За тези със засягане на роговицата, дори рутинните офталмологични процедури носят висок риск. Липсата на лечение означава, че страдащите от JEB преживяват доживотно увреждане, социална изолация и емоционален стрес. По-задълбоченото разбиране на молекулярните основи на тъканната чупливост в роговицата е от съществено значение, за да се прекъсне този цикъл на увреждане и да се даде възможност за наистина възстановителни терапии.

Каква неудовлетворена нужда/проблем/празнина в знанията помага да се реши:

Многобройни екипи разработват лечения за JEB, но все още няма специфична за роговицата платформа, която може надеждно да предскаже клиничната ефикасност. Епителните клетки на роговицата зависят от протеин, наречен ламинин-332, и част от него, направена от гена LAMB3, е дефектна (мутирала) в повечето случаи на JEB. Съществуващите модели не предоставят достатъчно подробности за това как функционира протеинът ламинин, за да обяснят как различните мутации при пациентите влияят на този протеин. Освен това, настоящите подходи, използвани за тестване на нови лекарства, не могат да обработват много проби едновременно. Усъвършенстваните техники за образна диагностика, включително микроскопия със свръхрезолюция, сега предлагат възможност да се изследва как се организира ламинин-332, как мутацията в LAMB3 нарушава клетъчната адхезия и дали или как терапевтичните средства възстановяват нормалната архитектура в мащаб, който преди не е бил възможен. Ще създадем платформа с двойна употреба: за образна диагностика и разбиране на заболяването, която може да се използва при скрининг на кандидат-лекарства, за да се позволи бързо тестване на интервенции за лечение на това инвалидизиращо заболяване.

Цел на проекта:

Този проект има за цел да задълбочи познанията си за биологията на ламинин-332 и да определи влиянието на мутациите, причиняващи заболяването JEB, върху ролята му в здравето на роговицата. Той също така се стреми да създаде стабилна експериментална платформа, позволяваща бърз, мащабен скрининг на нови, нововъзникващи или пренасочени лекарства, за да се идентифицират ефективни терапии за JEB.

Ключови процедури/цели:

• Използвайте генно редактиране, за да маркирате прецизно протеина ламинин β3, който е от съществено значение за структурата на роговицата, с малък флуоресцентен маркер в клетките на човешкото око.
• Гледайте, използвайки timelapse заснемане, как мрежите от ламинин-332 се сглобяват от клетките, използвайки мощни микроскопи, които извличат информация в мащаба на отделните протеини.
• Пресъздайте най-често срещаните генетични мутации, които причиняват JEB в тези маркирани клетки, за да моделирате заболяването.
• Сравнете ламинин-332 в здрави или JEB клетки в плоски култури и по-реалистични еквиваленти на корнеална тъкан,
• Въведете наранявания, за да тествате колко добре се възстановяват тези клетки, улавяйки лечебния процес с безпрецедентни детайли.
• Да използваме нашите нови клетки в сравнително прост тест, при който, ако лекарственото лечение работи, ремонтираните клетки излъчват флуоресцентен сигнал, който може да бъде количествено определен автоматично от машини.
• Валидирайте този нов анализ за скрининг на лекарства, така че да е готов за мащабно приложение за скрининг на големи библиотеки от нови и повторно използвани лекарства.
• Като цяло: създаване на надеждна платформа за тестване, която да изследва както процесите на заболяването JEB, така и леченията му, която изследователи от цял ​​свят могат да използват, намалявайки необходимостта от тестване върху животни.
• Научете нови неща за това как ламинин-332 се държи в нормални и увредени очи, с уроци, които могат да се отнасят и за други очни заболявания.

Потенциално въздействие върху хора със или с риск от загуба на зрението:

Този проект ще ускори търсенето на нови лечения, които предпазват от загуба на зрение при JEB и свързани с него заболявания на роговицата. До края на докторантурата ще разполагаме с платформа, която може да тества лекарства и генни терапии, използвайки проектирани модели на човешко око. Обещаващи лечения биха могли да бъдат идентифицирани по-бързо, на по-ниска цена и с по-малка зависимост от тестове върху животни. Тези открития могат да доведат до нови терапии в рамките на пет до осем години за хора, изложени на риск от загуба на зрение. Освен JEB, изследването ще задълбочи и разбирането за заздравяването на рани и свързаните с възрастта увреждания в окото.

Срок 2027 г.