Γενετική τροποποίηση λιποκυττάρων με σφαιρίδια μεταφοράς CRISPR/Cas9 για ex vivo θεραπευτική προσέγγιση για τον διαβήτη τύπου 2

Περίληψη

Η παχυσαρκία και ο διαβήτης τύπου 2 (ΔΤ2) σχετίζονται με διαταραχές στην ομοιόσταση της γλυκόζης και των λιπιδίων η οποία ρυθμίζεται από την ινσουλίνη και προκαλεί σοβαρές επιπλοκές συμπεριλαμβανομένων καρδιαγγειακών νοσημάτων και στεατοηπατίτιδας. Ο συστημικός μεταβολισμός της γλυκόζης ρυθμίζεται από τους διακριτούς λιπώδεις ιστούς (fat depots), στις οποίες συμπεριλαμβάνονται δύο κυρίως τύποι λιπώδους ιστού το λευκό λίπος και το φαιό (ή καφέ) λίπος. Το μεν λευκό λίπος αποτελείται από τα «λευκά» λιποκύτταρα και έχει ρόλο αποθήκευσης της ενέργειας σε μορφή λιπιδίων ενώ το φαιό λίπος αποτελείται από τα «φαιά» και «μπεζ» λιποκύτταρα. Tα κύτταρα αυτά καταναλώνουν την αποθηκευμένη ενέργεια για την παραγωγή θερμότητας και εκφράζουν την πρωτεΐνη αποσύζευξης 1 (UCP1) καθώς και πλήθος εκκρινόμενων παραγόντων που ευνοούν τον μεταβολισμό. Έχει περιγραφή στη βιβλιογραφία ότι η μεταμόσχευση φαιού λιπώδους ιστού ή ποντικίσιων ή αθανατοποιημένων ανθρώπινων φαιών λιποκυττάρων σε παχύσαρκους μύες βελτι ...
περισσότερα
DOI
10.12681/eadd/50770
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/50770
ND
50770rown adipose tissue or murine and human brown/beige adipocyte transplantations have been shown to improve glucose tolerance in obese mice. However, the application of such a therapeutic intervention in human has not been possible due to the limited availability of human brown/beige adipocytes. In this work, a large – scale expansion of human progenitor adipocytes from small samples of human adipose tissue has been used. Parallel to murine, in these human progenitor cells, efficient genome engineering with clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) – mediated was achieved. The purpose of this gene editing was to disrupt genes that physiologically prevent the conversion of white adipocytes into brown. Therefore, it was hypothesized that knocking out those genes would allow “browning” of the engineered white preadipocytes after differentiation and hence, favor glucose tolerance. Importantly, in order to make this approach translatable for therapy, a novel genome editing approach was developed that allowed to bypass CRISPR components immunogenicity, off – target and off – tissue effects. Particularly, for this project, an ex vivo delivery method of Streptococcus pyogenes Cas9 and guide RNA was developed and optimized to ensure their prompt degradation following the gene editing. For the CRISPR-Cas9 delivery, electroporation was used with editing efficiency close to 100%. After screening multiple candidate genes identified in literature, nuclear repressor interacting protein 1 (Nrip1) showed the most promising results. The NRIP1 knock-out (NRIP1KO) adipocytes demonstrate a brown-like phenotype which includes UCP1 protein and several secreted factors. The engineered adipocytes were further characterized using a variety of tools including gene expression studies of thermogenic genes, genes related to mitochondrial respiration, fatty acid oxidation and secreted factors and oxygen consumption assay. Evaluation of UCP1 protein expression and transcriptome analysis by bulk RNA sequencing were also employed for the phenotypic characterization. Importantly, the CRISPR – enhanced murine and human adipocytes were implanted in recipient mice that were then placed on high – fat diet for the induction of type 2 diabetes. The engineered adipocyte implant recipients were found with lower levels of accumulated fat and triglycerides in the hepatic parenchyma and with improved glucose tolerance compared to age and gendered – matched control mice that received implants with unedited adipocytes. The CRISPR components were only transiently present in the edited cells as demonstrated by degradation of Cas9 protein after editing.These findings demonstrate a therapeutic approach for the improvement of metabolic homeostasis via CRISPR gene editing with human adipocytes bypassing the patient exposure to the immunogenic Cas9 and guide RNA as well as other vehicles for CRISPR-Cas delivery. περισσότερα
DOI
10.12681/eadd/50770

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

Εναλλακτικός τίτλος
Genomic engineering of adipocytes with CRISPR/Cas9 delivery particles for ex vivo therapeutic approach for type 2 diabetes
Συγγραφέας
Τσαγκαράκη, Εμμανουέλα (Πατρώνυμο: Νικόλαος)
Ημερομηνία
2021
Ίδρυμα
Πανεπιστήμιο Κρήτης. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής
Εξεταστική επιτροπή
Καρδάσης Δημήτριος
Czech Michael
Ζαvνής Βασίλειος
Γουλιέλμος Γεώργιος
Ηλιόπουλος Αριστείδης
Παπαδάκη Ελένη
Χαμηλός Γεώργιος
Νότας Γεώργιος
Επιστημονικό πεδίο
Ιατρική και Επιστήμες ΥγείαςΒασική Ιατρική ➨ Μοριακή ιατρική
Λέξεις-κλειδιά
Προδιαβήτης; Λιπώδης ιστός; Λίπος; Λιποκύτταρα; Εμφυτεύματα; Παχυσαρκία; Διαβήτης; Διαβήτης τύπου 2; Ήπαρ; Γλυκόζη; Μεταβολισμός; Ινσουλίνη; Γονίδια; Ριβονουκλεοπρωτεΐνες; Γενετική μηχανική; Αναγεννητική ιατρική; Μεταφραστική έρευνα; Δίαιτα; Ορμονικοί υποδοχείς; Θερμογέννεση χωρίς ρίγος; Φαιοποίηση λίπους; Πρωτείνη αποσύζευξης 1; Αντίσταση στην ινσουλίνη; Κυτταρική θεραπεία; Στεατοηπατίτιδα, Μη αλκοολική; Ήπαρ, Μη αλκολική λιπώδης εκφύλιση του
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Αγγλικά
Άλλα στοιχεία
εικ., πιν., σχημ., γραφ.
Στατιστικά χρήσης
0
ΠΡΟΒΟΛΕΣ
Αφορά στις μοναδικές επισκέψεις της διδακτορικής διατριβής για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
0
ΞΕΦΥΛΛΙΣΜΑΤΑ
Αφορά στο άνοιγμα του online αναγνώστη για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
3
ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΕΙΣ
Αφορά στο σύνολο των μεταφορτώσων του αρχείου της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
2
ΧΡΗΣΤΕΣ
Αφορά στους συνδεδεμένους στο σύστημα χρήστες οι οποίοι έχουν αλληλεπιδράσει με τη διδακτορική διατριβή. Ως επί το πλείστον, αφορά τις μεταφορτώσεις.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
Σχετικές εγγραφές (με βάση τις επισκέψεις των χρηστών)