Mobiele menu

Variants in coding and non-coding regions of the human genome; determinants of disease variability in hereditary cardiac arrhythmias?

Projectomschrijving

Bij erfelijke hartritmestoornissen hebben niet alle patiënten met dezelfde mutatie (verandering in erfelijk materiaal) even ernstige stoornissen. Deze patiënten hebben van 1 van hun ouders de mutatie gekregen en men zou verwachten dat de 2 kopieën van beide ouders even veel aanwezig zijn. Ik denk dat het verschil in ernst van de stoornis komt door een onbalans tussen beide kopieën, waarbij mensen met relatief veel ziek eiwit ook veel zieker zijn. In mijn project ben ik enerzijds gaan kijken of ik specifiek de aanwezigheid van het zieke eiwit kan remmen (als mogelijke nieuwe therapie) en hiermee ook de ziekteverschijnselen kan verminderen. Hierin ben ik nu in staat het zieke eiwit te remmen en ben ik aan het onderzoeken of hartspiercellen met de stoornissen minder ziek zijn als we dit zieke eiwit remmen. Aan de andere kant ben ik gaan kijken of een specifiek gebied binnen het zieke gen invloed heeft op de balans tussen beide kopieën. We hebben dit gebied verwijderd in onze cellen en dat zorgde ervoor dat we veel meer van het zieke eiwit in onze cellen hadden. Op dit moment zijn we verder uit aan het zoeken hoe dit gebied de balans tussen beide kopieën beïnvloed.

Zieke kopie remmen

Om artificieel het zieke eiwit te remmen maken wij gebruik van zogenaamde siRNAs die we op zo'n manier creëren dat ze specifiek de zieke kopie remmen en niet de gezonde kopie. Wij hebben in hartspiercellen die we zelf uit stamcellen maken 10 siRNAs getest en het lukt ons nu om in cellen van 2 verschillende patiënten met Long QT syndroom type 1 ongeveer 40% van het zieke eiwit te remmen. Op dit moment zijn we aan het meten of en in hoeverre dit inderdaad zorgt dat de ziekte minder ernstig is in deze cellen.

Nieuwe techniek

Ook hebben we met een nieuwe techniek die CRISPR/Cas heet een groot stuk (intron 1) van het KCNQ1 gen verwijderd om te zien of dit invloed heeft op de balans tussen beide kopieën. Het is ons gelukt om 4 nieuwe cellijnen te krijgen waarbij we dit stuk op de gezonde kopie verwijderd hebben. Dit zorgt ervoor dat 80% van de totale expressie afkomstig is van het zieke eiwit. Ook zorgt het ervoor dat een 2e eiwit wat uit hetzelfde gen gevormd wordt ineens ook veel hoger tot expressie komt. Beide processen zouden ervoor moeten zorgen dat de cellen ernstiger ziek worden. Op dit moment zien we nog niet dat de cellen ernstiger ziek zijn op de karakteristieke kernmerken van de ziekte, maar zien we wel andere afwijkingen in de stroompjes die door de cellen lopen en zijn we aan het kijken of dat kan verklaren waarom de karakteristieke kenmerken anders reageren.

Producten

Titel: The clinical potential of heart failure-related microRNAs. In: Translating MicroRNAs to the Clinic.
Auteur: Tijsen AJ, Pinto YM, Creemers EE
Titel: KCNQ1 imprinting interferes with disease modelling in hiPSC-derived cardiomyocytes.
Auteur: Anke J. Tijsen, Rami Shinnawi, Gil Arbel, Amira Gepstein, Sara Selig, Irit Huber, Lior Gepstein.
Titel: Validation and downregulation of circRNAs in iPSC-derived cardiomyocytes
Auteur: Lucia Cocera Ortega, Guillermo R. Griffith, Yolan J. Reckman, Anouk van den Bout, Mischa Klerk, Ingeborg van der Made, Yigal M. Pinto, Anke J. Tijsen
Titel: KCNQ1 imprinting interferes with disease modelling in hiPSC-derived cardiomyocytes.
Auteur: A. Tijsen
Titel: Loss of RBM20-dependent TTN-derived circRNAs could contribute to the RBM20-phenotype
Auteur: Lucia Cocera Ortega, Yolan Reckman, Simona Aufiero, Ingeborg van der Made, Selina Kamps, Simona Aufiero, Anouk van den Bout, Guillermo Griffith, Esther Creemers, Yigal Pinto, Anke Tijsen
Titel: Deletion of intron 1 of KCNQ1 affects allelic balance in LQT1 iPSC-derived cardiomyocytes
Auteur: L. Cocera Ortega , A. van den Bout, I. van der Made, M. van den Boogaard, S. Scholtes, A.O. Verkerk, L. Gepstein, Y.M. Pinto, A.J.M. Tijsen
Titel: KCNQ1 imprinting interferes with disease modelling in hiPSC-derived cardiomyocytes.
Auteur: Anke J. Tijsen, Rami Shinnawi, Gil Arbel, Amira Gepstein, Sara Selig, Irit Huber, Lior Gepstein.
Link: https://ishr2018.amsterdam/program/
Titel: Validation and downregulation of circRNAs in iPSC-derived cardiomyocytes
Auteur: Lucia Cocera Ortega, Guillermo R. Griffith, Yolan J. Reckman, Anouk van den Bout, Mischa Klerk, Ingeborg van der Made, Yigal M. Pinto, Anke J. Tijsen
Titel: Validation and downregulation of circRNAs in iPSC-derived cardiomyocytes
Auteur: Lucia Cocera Ortega, Guillermo R. Griffith, Yolan J. Reckman, Anouk van den Bout, Mischa Klerk, Ingeborg van der Made, Yigal M. Pinto, Anke J. Tijsen
Titel: KCNQ1 imprinting interferes with disease modelling in hiPSC-derived cardiomyocytes.
Auteur: A. Tijsen
Titel: KCNQ1 imprinting interferes with disease modelling in hiPSC-derived cardiomyocytes.
Auteur: Anke Tijsen, Rami Shinnawi, Gil Arbel, Amira Gepstein, Sara Selig, Irit Huber, Lior Gepstein.
Link: https://ishr2018.amsterdam/program/
Titel: Deletion of intron 1 of KCNQ1 affects allelic balance in LQT1 iPSC-derived cardiomyocytes
Auteur: L. Cocera Ortega , A. van den Bout, I. van der Made, M. van den Boogaard, S. Scholtes, A.O. Verkerk, L. Gepstein, Y.M. Pinto, A.J.M. Tijsen
Titel: Patient-Specific Drug Screening Using a Human Induced Pluripotent Stem Cell Model of Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia Type 2
Auteur: Maizels, Leonid, Huber, Irit, Arbel, Gil, Tijsen, Anke J., Gepstein, Amira, Khoury, Asaad, Gepstein, Lior
Magazine: Circulation. Arrhythmia and electrophysiology
Titel: Monitoring Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes with Genetically Encoded Calcium and Voltage Fluorescent Reporters
Auteur: Shinnawi, Rami, Huber, Irit, Maizels, Leonid, Shaheen, Naim, Gepstein, Amira, Arbel, Gil, Tijsen, Anke J., Gepstein, Lior
Magazine: Stem Cell Reports
Titel: Toward Biological Pacing by Cellular Delivery of Hcn2/SkM1
Auteur: Anna M D Végh 1 2, Arie O Verkerk 2 3, Lucía Cócera Ortega 3, Jianan Wang 2, Dirk Geerts 2, Mischa Klerk 2, Kirsten Lodder 1, Ruby Nobel 1, Anke J Tijsen 3, Harsha D Devalla 2, Vincent M Christoffels 2, Max Medina-Ramírez 2, Anke M Smits 1, Hanno L Tan 3 4, Ronald Wilders 2, Marie José T H Goumans 1, Gerard J J Boink 2 5
Magazine: Frontiers in Physiology
Titel: circRNAprofiler: an R-based computational framework for the downstream analysis of circular RNAs
Auteur: Simona Aufiero 1 2, Yolan J Reckman 3, Anke J Tijsen 3, Yigal M Pinto 3, Esther E Creemers 3
Magazine: BMC Bioinformatics
Titel: Human Cardiomyocyte Progenitor Cells in Co-culture with Rat Cardiomyocytes Form a Pro-arrhythmic Substrate: Evidence for Two Different Arrhythmogenic Mechanisms.
Auteur: Smit NW, Cócera Ortega L, Végh AMD, Meijborg VMF, Smits AM, Klerk M, Tijsen AJM, Tan HL, Goumans MHT, Boink GJJ, Coronel R.
Magazine: Frontiers in Physiology
Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29075204
Titel: Modeling Reentry in the Short QT Syndrome With Human-Induced Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiac Cell Sheets
Auteur: Shinnawi, Rami, Shaheen, Naim, Huber, Irit, Shiti, Assad, Arbel, Gil, Gepstein, Amira, Ballan, Nimer, Setter, Noga, Tijsen, Anke J., Borggrefe, Martin, Gepstein, Lior
Magazine: Journal of the American College of Cardiology
Titel: MicroRNAs in Atrial Fibrillation: from Expression Signatures to Functional Implications
Auteur: van den Berg, Nicoline W. E., Kawasaki, Makiri, Berger, Wouter R., Neefs, Jolien, Meulendijks, Eva, Tijsen, Anke J., de Groot, Joris R.
Magazine: Cardiovascular Drugs and Therapy
Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28752208
Titel: Titin Circular RNAs Create a Back-Splice Motif Essential for SRSF10 Splicing
Auteur: Anke J Tijsen 1, Lucía Cócera Ortega 1, Yolan J Reckman 1, Xiaolei Zhang 2, Ingeborg van der Made 1, Simona Aufiero 1, Jiuru Li 3, Selina C Kamps 1, Anouk van den Bout 1, Harsha D Devalla 3, Karin Y van Spaendonck-Zwarts 4, Stefan Engelhardt 5 6, Lior Gepstein 7, James S Ware 2, Yigal M Pinto 1
Magazine: Circulation
Titel: Single nucleotide polymorphism for targeted allele silencing
Auteur: A Tijsen, R Shinnawi, L Gepstein
Titel: Combining hIPSC-derived cardiac sheets, CRISPR-based genome editing and optical mapping of rotor to study the SQT syndrome
Auteur: innawi R, Shaheen N, Shiti A, Huber I, Arbel G, Gepstein A, Tijsen AJ, Schimpf R, Borggrefe M, Gepstein L;
Magazine: Circulation
Titel: Optimising long-term delivery of biological pacemaker target genes
Auteur: Vegh AM, Cocera Ortega L, Klerk M, Geerts HA, Lodder K, Tan HL, Tijsen AJ, Smits AM, Goumans MJ, Boink GJ;
Magazine: Human Gene Therapy
Titel: Lentiviral vs electroporation-based gene delivery in cardiomyocyte progenitor cells to generate long-term biological pacing
Auteur: Cocera Ortega L, Vegh AM, Tijsen AJ, Smits AM, Klerk M, Geerts HA, Verkerk AO, Tan HL, Goumans MJ, Boink GJ;
Magazine: Human Gene Therapy
Titel: Stimulansvoucher 2017 AMC Hartcentrum
Titel: Keystone scholarschip

Verslagen


Samenvatting van de aanvraag

A mutation in one copy of the KCNQ1 gene causes cardiac arrhythmias (LQT1 and SQT2) that can suddenly kill the carrier. It was unclear why in family members carrying exactly the same mutation these cardiac arrhythmias vary greatly in severity. We showed that variants in the 3’UTR create illegitimate miRNA-bindingsites that divert expression from the allele on which they reside.4 In this project I aim to use this molecular mechanism to develop methods to shift the allelic balance towards the normal protein and to further study mechanisms that influence this balance. The first part of the study aims to develop allele-specific siRNAs to specifically degrade mutant mRNA. The novelty of my approach is that these siRNAs will not be directed towards mutations, but towards a common non-disease causing variant residing on the mutant allele. This approach opens the exciting possibility to inhibit the mutant allele based on this variant as novel therapy. Therefore, these specific siRNAs would provide a novel therapy in all patients heterozygous for this variant independent of the disease-causing mutation. The second part of the study aims to investigate additional mechanisms that induce allelic imbalance. GWAS studies revealed five SNPs in intron 1 associated with QTc duration in the general population.8,9,10 Here I will determine whether these SNPs and SNPs in the 5’UTR are associated with QTc duration in an allele-specific manner in a cohort of LQT1-patients. Additionally, I will determine whether KCNQ1’s 5’UTR contains sequences necessary for mRNA trafficking and whether the identified variants influence this trafficking. Another mechanism that might be affected is the function of an already identified enhancer in intron 1 of KCNQ1. Understanding the mechanisms influencing allelic balance and thereby disease severity enables us to predict which patients are at risk for life-threatening events, and may guide development of new allele-specific therapies.

Onderwerpen

Kenmerken

Projectnummer:
91616150
Looptijd: 100%
Looptijd: 100 %
2015
2018
Gerelateerde subsidieronde:
Projectleider en penvoerder:
Dr. A.J.M. Tijsen
Verantwoordelijke organisatie:
Amsterdam UMC - locatie AMC