מוענקים מענקים

This project focuses on developing and applying bacteriophages to combat antibiotic-resistant pathogens in cystic fibrosis (CF), which are characterized by recurrent, treatment-resistant respiratory infections. By expanding phage collections, enhancing host ranges, and evaluating antibiotic-phage combination regimens, the project aims to establish a robust therapeutic arsenal and bring phage therapy into the clinic to combat antibiotic-resistant pathogens prevalent in people with CF.

Led by Dr. Paul McCray, this project aims to advance CF treatment by enhancing therapeutic cargo delivery using advanced AAV capsid variants. The team seeks to identify the most efficient capsids for delivering treatments to human airway epithelia and assess their efficacy. This innovative approach has the potential to provide curative outcomes for the 10% of people with CF who do not benefit from existing therapies.

This pilot study will test the effects of a combination of approved therapeutics that include the CFTR modulator, Trikafta, for CFTR mutations that are not responsive to CFTR modulators alone.

The project aims to create a partially humanized mouse airway for testing the efficiency of gene delivery methods. The team will then use this system to assess the ability of two specific agents to deliver genes to human airway epithelial cells: an Adeno-Associated Virus (AAV) vector and a lipid nanoparticle (LNP), with the goal of understanding delivery agent preferences for certain cell types of the human airway and the longevity of gene delivery effects.

Dr. Clarke’s research is focused on investigating novel strategies for correction of a rare CFTR gene variant in CF. His team’s research strategy includes various approaches to fully characterize and validate the design and delivery of novel splice-switching antisense oligonucleotides (ASOs) for the CFTR variant c.2988+1G>A, which is one of the most common CFTR variants in people with CF of African heritage, but is not addressed by currently available CFTR modulators. The data gained from the CF-Splice project is expected to provide a path to clinical benefit to people with CF in the real world, in particular to those of African ancestry, while paving the way to treat additional CFTR variants.

This project will optimize the multifunctional lipids to further improve their safety and efficacy for repeated aerosol delivery of a therapeutic plasmid DNA encoding CFTR gene and assess their in vitro and in vivo gene transfection and safety in an animal model. After demonstration of the efficacy of the proposed multifunctional ionizable lipids via aerosol delivery in this project, the researchers will further explore the LNP for systemic delivery of therapeutic nucleic acids to treat CF, which may produce more prolonged therapeutic efficacy than aerosol delivery. The optimized multifunctional ionizable lipids may provide a safe and efficient delivery platform for repeated local and systemic delivery of various nucleic acid therapeutics for treatment of the last 10% of people with CF.

This research explores the development of polymeric vehicles to improve the delivery of nucleic acid-based therapeutics to target tissues and cells in the body, primarily the lung and the gastrointestinal tract. The ultimate goal is to develop effective vehicles for targeted in vivo therapeutic nucleic acid delivery to epithelia in the lungs and gastrointestinal tract, addressing the unique challenges posed by the W1282X CF nonsense mutation.

בעוד שטיפולים יעילים ביותר של CFTR מאפננים זמינים כעת ל-90% של אנשים עם CF שיש להם לפחות עותק אחד של המוטציה הגנטית הנפוצה ביותר, F508del, בערך 10% של קהילת ה-CF עם שטויות או מוטציות נדירות אחרות של CF, אינם נהנים מאלה. טיפולים מצילי חיים. עבודתו של ד"ר פארינהה מתמקדת בשיקום חלבון CFTR עבור אלו שנמצאים ב-10% הסופי של קהילת ה-CF. המחקר שלו נועד לחקור גנים וחלבונים שהשתנו ולהשתמש בהם כדי למצוא מטרות חדשות שיכולות להגביר את הצלת CFTR אצל אנשים עם מוטציות מסוג I.

With this grant, Professor Martin, in collaboration with the biotechnology company OmniSpirant Therapeutics, aims to advance the development of an inhaled gene therapy platform for CF. This technology is based on biological, non-viral nanoparticles called extracellular vesicles (EVs) that are produced from stem cells. Nonsense mutations of CF result in truncated and nonfunctional cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein. The gene therapy is engineered to transport and deliver a genetic, protein-making template for the full length CFTR protein, thus addressing CF at the genetic level.

לפני שניתן להשתמש בגישה של תרופה או טיפול בניסויים קליניים בבני אדם, תחילה יש לבדוק אותה במודל של בעלי חיים כדי להעריך את הבטיחות והיעילות. עם זאת, לא זמינים עד כה מודלים מתאימים של בעלי חיים עם מוטציית נונסנס של סיסטיק פיברוזיס טרנסממברנלי מווסת (CFTR). מחקרים קודמים מוכיחים שהחמוס הוא זן אידיאלי למודל CF מכיוון שהוא מפתח מחלת ריאות שמובילה לכשל נשימתי ומפתח מחלות לבלב שמובילות לסוכרת הקשורה ל-CF. פרויקט זה ישאף ליצור מודל חמוס CF המכיל את המוטציה W1286X בגן CFTR, בדומה למוטציה האנושית W1282X. מודל החמוס ישמש כדי לבדוק האם טיפול באמצעות תרופות מרובות יכול להפחית את תסמיני המחלה בחמוס. מודל החמוס החדש של W1286X מספק הזדמנות חדשה להאיץ את הזיהוי של גישות טיפוליות יעילות ובטוחות, תוך קיצור משמעותי של מהלך זיהוי תרופות חדשות או אסטרטגיות טיפוליות חדשות עבור חולים עם מוטציה CFTR-W1282X, ופוטנציאל מוטציות שטויות אחרות, בדרכים של התא. -מערכות מבוססות או דגמי מכרסמים לא יאפשרו.

Gene-editing therapies that may be able to repair the defective gene associated with CF have the potential to achieve a permanent cure for the disease. There is currently a technology that can efficiently correct the mutation and restore the key protein that is involved with normal cell and lung function. However, it is difficult to deliver this therapy to the patient without it degrading in the body. This project will screen and identify pharmaceutical carriers — or materials for delivering the gene therapy cargo — that can protect it from degradation and, ultimately, be delivered to the lungs as inhaled medicines.

Mitochondrial dysfunction is an often overlooked issue in people with CF. It is marked by impaired energy production and the generation of huge levels of free radicals that are toxic to all cells in the body. Their work ​​represents a novel approach for CF in its use of a mitochondrial modulator, MP-101, to reduce free radical production and mitochondrial calcium overload, thereby reducing inflammatory responses and consequent tissue damage. MP-101 will be tested in a ferret model of CF and, if successful, could be tested in patients with CF.

הידע על תפקוד CFTR וביטוי סוג תאים התקדם מאוד מאז גילויו בשנת 1989. נכון להיום, 90% של אנשים עם CF נהנים מטיפולים ממוקדי מוטציה המשחזרים את תפקוד מוטציות ה-CFTR שלהם. עם זאת, שאר ה-10% של אנשים עם CF לא יכולים להפיק תועלת מתרופות אלו מכיוון שהן מייצרות מעט מדי חלבון פונקציונלי. פרויקט זה נועד להשיג תיקון ספציפי לאתר של מוטציות CFTR באמצעות אנזים מהונדס, הנקרא Adenine Base Editor (ABE). הצוות של ד"ר Sinn יתמקד במתן ABE למספיק מתאי דרכי הנשימה המתאימים כדי להיות טיפוליים. הפרויקט ישתמש בחלקיקים המופיעים באופן טבעי, הנקראים שלפוחיות תאיות (EVs), שרוב התאים בגוף מייצרים. חלקיקים אלה קטנים מאוד והתפתחו להיות שליחים תאיים שיכולים להעביר מולקולות קטנות וחלבונים בין תאים. המעבדה של ד"ר Sinn הדגימה בעבר כי EVs יכולים להעביר RNA קטנים וחלבונים לתאי דרכי הנשימה. כחלק מהמענק הזה, הם יבדקו אם הם יכולים לארוז ולספק ABEs כדי לתקן רבות מהמוטציות הנדירות והשטויות של CFTR.

זיהומים חיידקיים ריאתיים, במיוחד זיהומים עמידים לתרופות, מניעים את התקדמות המחלה ותמותה אצל אנשים עם CF. בין הגרועים ביותר הם זיהומי NTM, שלעתים קרובות עמידים לאנטיביוטיקה זמינה ויכולים לפסול אנשים מהשתלת ריאות במרכזי השתלות רבים. בנוסף, זיהומים אלו עלולים להיות חמורים במיוחד בחולים לאחר השתלה הנוטלים תרופות מדכאות חיסון. פרויקט זה נועד לחקור בקטריופאג'ים, הידועים גם בשם פאג'ים, כאפשרות טיפול אפשרית עבור אנשים עם זיהומי NTM. פאגים הורגים ביעילות את מארח החיידקים שלהם, בעלי פרופילי בטיחות חזקים, וניתן להשתמש בהם בשילוב עם אנטיביוטיקה עם אפשרות ליתרונות תוספים, או אפילו סינרגטיים. הצוות של ד"ר הטפול יתמקד בזיהוי, הכנה ומתן פאג'ים לשימוש חמלה בטיפול בזיהומי NTM באנשים עם CF שמיציו אפשרויות טיפול אחרות. החוויות שלהם ישמשו לאחר מכן כדי לייעל את ההקרנה, ההכנה והיציבות של הפאג'ים.

עריכת פריים יכולה לכתוב מידע גנטי חדש לתוך הגנום בצורה מאוד מדויקת מבלי לגרום נזק ל-DNA המארח, מכיוון שלא נגרמות הפסקות DNA כפולות. גוף גדל והולך של ראיות מדווח על הרבגוניות, היעילות והבטיחות של עריכה ראשונית, אך נדרש מחקר נוסף כדי לחקור את הפוטנציאל שלה ל-CF ואת יכולתו לתקן מוטציות CFTR. פרויקט זה בוחן את השימוש בעריכה ראשונית לתיקון מוטציות CFTR ספציפיות, את האפשרות לרתום חלקיקים דמויי וירוסים (VLPs) כדי לספק עריכה ראשונית בצורה בטוחה ויעילה, והאם VLPs יכולים לחדור ביעילות דרך ריר CF ולהיכנס ולגנטי- עריכת תאי אפיתל בדרכי הנשימה CF.

פרויקט מחקר שיתופי זה בין צוותים במרכז הרפואי של אוניברסיטת רוצ'סטר ובמרכז הרפואי האוניברסיטאי אוטרכט בהולנד נועד לחקור את השימוש ב-ACE-tRNAs לייצור חלבון CFTR באורך מלא, מתפקד במלואו. מחקרים קודמים על טכנולוגיית ACE-tRNA הראו תוצאות מבטיחות, המצביעות על כך שיש כעת צורך בחקירה נוספת של ACE-tRNA במודלים של תאים שמקורם במטופל. שני הצוותים יעבדו בשיתוף פעולה כדי לאפיין את תפקוד CFTR בתאים שמקורם במטופל לאחר טיפול ב-ACE-tRNA.

עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה הנוכחית הופכת לבעיה גוברת וכתוצאה מכך ליותר תחלואה ותמותה. באנשים עם סיסטיק פיברוזיס (CF), Staphylococcus aureus, כולל עמיד למתיצילין S. aureus (MRSA), נצפה לעתים קרובות וגורם לזיהומים באף שמזרעים לאחר מכן את הריאות. בפרויקט זה, תיחקר התועלת של ליזין פאג' לשליטה בזיהומי MRSA. ליזינים מייצגים חלופה לאנטיביוטיקה שכן הם משתמשים במנגנון שונה לחלוטין מאנטיביוטיקה על מנת להרוג חיידקים. עבור מיני חיידקים חלופיים, לא נצפתה עמידות לליזין. בנוסף, ליזין ניתן להעביר הן באופן מערכתי והן באמצעות אירוסול. לפיכך, לליזינים ספציפיים ל-MRSA עשויים להיות בעלי יתרונות על פני גישות אנטי-מיקרוביאליות קונבנציונליות, למנוע זיהומים כרוניים ולהגביר את איכות החיים עבור אנשים החיים עם CF.

סיסטיק פיברוזיס (CF) נגרמת על ידי מוטציות המגבילות את הפונקציונליות בגן Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR), מה שעלול להוביל לכשל נשימתי. מוטציית השטות של W1282X מובילה לייצור של גן CFTR קצר יותר הקיים ברמות נמוכות, מה שהופך אותו לתפקוד חלקי, בשל מנגנון בקרת איכות תאי הנקרא Decay mRNA (NMD). פרויקט זה משתמש בגישה חדשה הכוללת מיקוד שחבור טרום-mRNA להסרת אקסון 23 - האזור של הגן CFTR המכיל את המוטציה W1282X - כדי להגביר את תפקוד הגן CFTR אצל אנשים עם מוטציה W1282X של CF. לפיכך, פרויקט זה חוקר אסטרטגיה זו על ידי פיתוח Oligonucleotides סינתטיים נגד חושים (ASOs) שיכולים לגרום לדילוג על אקסון 23 של רצף הפרה-MRNA על מנת להשיג פונקציונליות מוגברת בגן CFTR שעבר מוטציה.  

אנשים החיים עם CF ממשיכים להיות רגישים לזיהומים חיידקיים ודורשים בדרך כלל משטרי אנטיביוטיקה נרחבים כדי לשמור על דרכי נשימה נקיות. זיהומים עם עמידים למתיצילין Staphylococcus aureus (MRSA) הם אתגר לכל החיים ויש צורך באסטרטגיות חדשות לשליטה. יישום זה יחקור שתי אסטרטגיות חדשות להילחם ב-MRSA. הגישה הראשונה שואפת לפתח חיסון ל-MRSA. חיסונים קונבנציונליים משתמשים בשברי חלבון מפתוגן כדי לייצר תגובה חיסונית. לעומת זאת, פרויקט זה ישתמש ב-DNA סינתטי ויסתמך על גוף האדם כדי ליצור את שבר החלבון - גישה שיש לה יתרונות רבים כולל הפעלה של נוגדנים וחסינות מבוססת תאים, וייצור ואחסון קל יותר של תרופות. הגישה השנייה תפתח נוגדנים מהונדסים נגד MRSA עם פעילות אנטי-מיקרוביאלית מוגברת ביחס לנוגדנים אנדוגניים נגד MRSA. כמו במטרה הראשונה, מחקר זה ישתמש ב-DNA כדי לספק את המידע הגנטי לקידוד הנוגדנים הטיפוליים הללו, אסטרטגיה המאפשרת משלוח מתמשך ומפחיתה את עלויות התרופות. גישות אלו יפותחו תחילה תוך שימוש בבידוד קליני שמקורו בנבדק CF. הצפי הוא שניתן ליישם גישה מותאמת אישית זו עבור פתוגנים חיידקיים עמידים אחרים לחיידקים המשפיעים על CF.

אנשים עם סיסטיק פיברוזיס (CF) נמצאים בסיכון גדול לפתח דלקות ריאות חוזרות. זיהומים אלו נגרמים לרוב על ידי חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה כמו MRSA. פרויקט זה נועד לפתח פאנל של פאג'ים המתמקדים ב-MRSA, הפועלים במשותף להעלמת או הפחתת MRSA בריאות של אנשים עם CF. על ידי פיתוח בנק פגים מאופיין היטב של MRSA, פרויקט זה יקדם פיתוח רציונלי של קוקטיילי MRSA פאג לשימוש בניהול CF ויהפוך את האוסף הזה לזמין נרחב לרופאים וחוקרים ברחבי העולם כדי להקל על טיפול בפאג'ים מציל חיים.

דרושים מודלים המאפשרים בדיקה של טיפולים חדשים לטיפול במוטציית CFTR שטות. קרייג הודג'ס ועמיתיו מאוניברסיטת קייס ווסטרן רזרב יוצרים מודלים חדשים של עכברים המכילים את המוטציה W1282X בגן CFTR. קיימים מספר מודלים של עכברי CF, כולל מודלים המכילים את המוטציות F508del, G551D או G542X. מטרת הצעה זו היא ליצור מודלים מאופיינים היטב שניתן להפיץ למעבדות (אקדמיות או תעשייתיות) המתמקדות בפיתוח או בדיקה של אסטרטגיות טיפוליות במיוחד עבור המוטציה W1282X, או עבור מוטציות שטויות CF באופן כללי.

S. aureus הוא חיידק רב עמיד (MDR) הגורם לזיהומים ריאתיים אצל אנשים עם CF החל מגיל צעיר. זיהומים הנגרמים על ידי חיידקי MDR תורמים ישירות לתחלואה ולתמותה מכיוון שרופאים נאלצים להסתמך על ארסנל הולך ופוחת של אנטיביוטיקה. באלה שנדבקו בהתמדה ב S. aureus, להפחתה בנטל החיידקים עשויה להיות השפעה חיובית משמעותית על תפקוד הריאות, החמרות ריאתיות ואיכות החיים. טיפול בפאג' רותם בקטריופאג'ים (וירוסים ספציפיים לחיידקים) המכוונים והורגים חיידקים. בשימוש טיפולי, הפאג'ים הללו מסוגלים להרוג חיידקים המבטאים גורמי ארסיות ספציפיים המאפשרים להם לגרום לזיהום. מימון מ-EE יאפשר מאמצי פיתוח נוספים של טיפולים מבוססי פאג בטיפול בזיהומים הקשורים ל-CF.

משלוח של חומצות גרעין לריאות, כולל tRNAs, הוא חלופה מבטיחה גישה לטיפול ב-CF. עם זאת, מיקוד חומצות גרעין לתאים המתאימים בריאות נותר אתגר גדול. באמצעות גישות מתקדמות, מעבדת Dahlman שואפת לפתח סוכני אספקה ספציפיים לריאות אופטימליים הנקראים ננו-חלקיקים כדי להקל על העברת חומצות גרעין. המטרה הכוללת של פרויקט זה היא להאיץ את הקצב שבו ניתן להשתמש בננו-חלקיקים לטיפול ב-CF.

מימון הגירוי מ-Emily's Entourage ישמש לרכישת ציוד מיוחד, הנקרא Ussing chambers, שהם דרך תקן הזהב למדידת פעילות CFTR בתאי אפיתל בדרכי הנשימה ולקבוע את היעילות של טיפולי CF התפתחותיים. באופן ספציפי, תאי Ussing ישמשו לבדיקת היעילות של דיכוי שטויות של ACE-tRNAs, שפותחו באמצעות מענק מחקר קודם של אמילי'ס Entourage.

מטרת פרויקט זה היא לחקור אם מאפננים CFTR נוכחיים או מחקריים יעילים באורגנואידים שמקורם בנבדקי CF עם המוטציה W1282X.

מחקרים קודמים שנתמכו על ידי Emily's Entourage חשפו כי KALYDECO מספקת תועלת טיפולית בחלק ממטופלי CF עם המוטציה W1282X. מחקרים פרובוקטיביים אלה יורחבו בניסויים קליניים נוספים של n-מ-1 כדי להעריך האם ניתן לשפר עוד יותר את היתרונות הקליניים על ידי טיפול מתקן-מעציץ מאושר.

בשילוב מומחיות בתרבית תאים, הערכה תפקודית של CFTR, פיתוח טיפולי ופרקטיקה קלינית, פרויקט זה יעריך האם גישות טיפוליות זמינות מווסתות תכונות מפתח, כולל הובלת יונים ופינוי רירי, בתאי אפיתל בדרכי הנשימה שמקורם בנבדקי CF עם המוטציה W1282X.

CF נגרם על ידי אובדן תפקוד של תעלת יוני CFTR. פיתוח דרכים חלופיות לשיקום תפקוד ערוץ חסר ללא תלות ב-CFTR הוא צורך רפואי דחוף שאינו מסופק. בהתבסס על מחקרים משכנעים במודלים של תרבית תאים ובמודלים של בעלי חיים CF, פרויקט זה יבדוק אסטרטגיה טיפולית חדשה שתענה ישירות על צורך זה. גישה זו משתמשת בתרופה מאושרת להתוויה חלופית ו יכול בסופו של דבר להוביל לפיתוח גישה טיפולית חדשה עבור CF.

באמצעות טכניקות ביוכימיות חדשניות, המטרה העיקרית של פרויקט זה היא לזהות יעדים חדשים לשיפור הסחר של CFTR1281, מוצר החלבון הקטוע הנובע מהמוטציה W1282X.

היעדר מודלים מאומתים של תאים היווה מחסום עיקרי לפיתוח טיפולים למוטציות שטויות ב-CFTR. Scott H Randell, PhD, בשיתוף עם Finn Hawkins, MBBCh (אוניברסיטת בוסטון) תפתח מודלים של תאי אפיתל בדרכי הנשימה הומוזיגוטיים W1282X שאמורים לזרז פיתוחים טיפוליים.

פרויקט זה משתמש בגישות סקר חלוציות בתפוקה גבוהה לזיהוי מולקולות דמויות תרופות המכוונות ל-W1282X-CFTR, ומוטציות CF נדירות אחרות. במחקרים שמומנו בעבר על ידי ה-Emily's Entourage, ד"ר Verkman ביססה את התפיסה המשלבת "מתקן" ו"פוטנציאטורים" - כפי שמשמשים לטיפול במוטציית CF הנפוצה ביותר, F508del- יכול לשמש גם לטיפול במוטציית W1282X. מחקרים חדשים אלו שואפים להתקדם בתחום זה.

מאפיין מרכזי של CF הוא ריר סמיך ומיובש המצטבר בריאות וגורם לזיהומים חיידקיים כרוניים. בחולים עם CF, חלבון פעיל יתר בשם ENaC תורם להתייבשות פני הנשימה כדי להניע תהליך זה. פרויקט זה יחקור גישה טיפולית חדשה להחדרת נוזלים של דרכי הנשימה באמצעות מועמד פרה-קליני המעכב ENaC.

פרויקט זה משתמש בגישה גנטית חדשנית לתיקון המוטציה W1282X-CFTR. מולקולות העברה-RNA מהונדסות ישמשו כדי לכוון מסירה של טריפטופן (W) מתאים למוטציה W1282X במהלך סינתזת חלבון כדי לקדם ייצור של חלבון CFTR באורך מלא.