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Este projeto centra-se no desenvolvimento e aplicação de bacteriófagos para combater agentes patogénicos resistentes aos antibióticos na fibrose quística (FC), que se caracteriza por infecções respiratórias recorrentes e resistentes ao tratamento. Através da expansão das colecções de fagos, do aumento da gama de hospedeiros e da avaliação de regimes de combinação de fagos e antibióticos, o projeto visa estabelecer um arsenal terapêutico robusto e introduzir a terapia com fagos na clínica para combater os agentes patogénicos resistentes aos antibióticos prevalecentes nas pessoas com FC.

Dirigido pelo Dr. Paul McCray, este projeto visa fazer avançar o tratamento da FC, melhorando a entrega de carga terapêutica utilizando variantes avançadas de capsídeos de AAV. A equipa procura identificar os capsídeos mais eficientes para administrar tratamentos ao epitélio das vias respiratórias humanas e avaliar a sua eficácia. Esta abordagem inovadora tem o potencial de proporcionar resultados curativos para o 10% de pessoas com FC que não beneficiam das terapias existentes.

Este estudo piloto irá testar os efeitos de uma combinação de terapêuticas aprovadas que incluem o modulador CFTR, Trikafta, para mutações CFTR que não respondem aos moduladores CFTR isoladamente.

O projeto visa criar uma via aérea de ratinho parcialmente humanizada para testar a eficácia dos métodos de entrega de genes. A equipa utilizará então este sistema para avaliar a capacidade de dois agentes específicos para entregar genes a células epiteliais das vias respiratórias humanas: um vetor de Vírus Adeno-Associado (AAV) e uma nanopartícula lipídica (LNP), com o objetivo de compreender as preferências dos agentes de entrega para certos tipos de células das vias respiratórias humanas e a longevidade dos efeitos da entrega de genes.

A investigação do Dr. Clarke centra-se na investigação de novas estratégias para a correção de uma variante rara do gene CFTR na FC. A estratégia de investigação da sua equipa inclui várias abordagens para caraterizar e validar completamente a conceção e entrega de novos oligonucleótidos antisense (ASOs) para a variante CFTR c.2988+1G>A, que é uma das variantes CFTR mais comuns em pessoas com FC de origem africana, mas que não é abordada pelos moduladores CFTR atualmente disponíveis. Espera-se que os dados obtidos com o projeto CF-Splice proporcionem uma via para o benefício clínico das pessoas com FC no mundo real, em particular as de ascendência africana, abrindo simultaneamente caminho para o tratamento de outras variantes CFTR.

Este projeto irá otimizar os lípidos multifuncionais para melhorar ainda mais a sua segurança e eficácia na administração repetida em aerossol de um ADN plasmídico terapêutico que codifica o gene CFTR e avaliar a sua transfecção genética in vitro e in vivo e a sua segurança num modelo animal. Após a demonstração da eficácia dos lípidos ionizáveis multifuncionais propostos através da administração de aerossóis neste projeto, os investigadores continuarão a explorar as LNP para a administração sistémica de ácidos nucleicos terapêuticos para tratar a FC, o que poderá produzir uma eficácia terapêutica mais prolongada do que a administração de aerossóis. Os lípidos ionizáveis multifuncionais optimizados podem fornecer uma plataforma de entrega segura e eficiente para a entrega local e sistémica repetida de várias terapêuticas de ácidos nucleicos para o tratamento dos últimos 10% de pessoas com FC.

Esta investigação explora o desenvolvimento de veículos poliméricos para melhorar a entrega de terapêuticas à base de ácidos nucleicos a tecidos e células-alvo do corpo, principalmente o pulmão e o trato gastrointestinal. O objetivo final é desenvolver veículos eficazes para in vivo entrega terapêutica de ácido nucleico a epitélios nos pulmões e no trato gastrointestinal, abordando os desafios únicos colocados pela mutação sem sentido W1282X da FC.

Embora existam atualmente terapias moduladoras da CFTR altamente eficazes para 90% das pessoas com FC que têm pelo menos uma cópia da mutação genética mais comum, a F508del, cerca de 10% da comunidade da FC com mutações sem sentido ou outras mutações raras da FC não beneficiam destas terapias que salvam vidas. O trabalho do Dr. Farinha centra-se no restabelecimento da proteína CFTR para os 10% finais da comunidade da FC. A sua investigação tem como objetivo investigar genes e proteínas alterados e utilizá-los para encontrar novos alvos que possam impulsionar a recuperação da CFTR em indivíduos com mutações de classe I.

Com esta bolsa, o Professor Martin, em colaboração com a empresa de biotecnologia OmniSpirant Therapeutics, tem como objetivo fazer avançar o desenvolvimento de uma plataforma de terapia genética inalada para a FC. Esta tecnologia baseia-se em nanopartículas biológicas não virais chamadas vesículas extracelulares (EVs) que são produzidas a partir de células estaminais. As mutações sem sentido da FC resultam numa proteína reguladora da condutância transmembranar da fibrose cística (CFTR) truncada e não funcional. A terapia genética é concebida para transportar e fornecer um modelo genético de produção de proteínas para a proteína CFTR de comprimento total, abordando assim a FC ao nível genético.

Antes de um medicamento ou abordagem de tratamento poder ser utilizado em ensaios clínicos em humanos, é necessário testá-lo num modelo animal para avaliar a segurança e a eficácia. No entanto, até à data, não existem modelos animais adequados com uma mutação sem sentido do regulador de condutância transmembranar da fibrose cística (CFTR). Estudos anteriores demonstram que o furão é uma espécie ideal para um modelo de FC porque desenvolve uma doença pulmonar que conduz à insuficiência respiratória e desenvolve doenças pancreáticas que conduzem à diabetes relacionada com a FC. O objetivo deste projeto é criar um modelo de furão com FC que contenha a mutação W1286X no gene CFTR, semelhante à mutação W1282X humana. O modelo de furão será utilizado para testar se o tratamento com múltiplos medicamentos pode reduzir os sintomas da doença no furão. Este novo modelo de furão W1286X oferece uma nova oportunidade para acelerar a identificação de abordagens terapêuticas eficazes e seguras, encurtando significativamente o percurso de identificação de novos fármacos ou novas estratégias terapêuticas para doentes com a mutação CFTR-W1282X, e potencialmente outras mutações nonsense, de formas que os sistemas baseados em células ou os modelos de roedores não permitem.

As terapias de edição de genes que podem ser capazes de reparar o gene defeituoso associado à FC têm o potencial de alcançar uma cura permanente para a doença. Atualmente, existe uma tecnologia que pode corrigir eficazmente a mutação e restaurar a proteína chave que está envolvida na função normal das células e dos pulmões. No entanto, é difícil administrar esta terapia ao doente sem que ela se degrade no organismo. Este projeto irá analisar e identificar transportadores farmacêuticos - ou materiais para a entrega da carga da terapia genética - que a possam proteger da degradação e, em última análise, ser entregues aos pulmões como medicamentos inalados.

A disfunção mitocondrial é um problema frequentemente ignorado nas pessoas com FC. É marcada por uma produção de energia deficiente e pela geração de níveis enormes de radicais livres que são tóxicos para todas as células do corpo. O seu trabalho representa uma nova abordagem para a FC, na medida em que utiliza um modulador mitocondrial, o MP-101, para reduzir a produção de radicais livres e a sobrecarga de cálcio mitocondrial, reduzindo assim as respostas inflamatórias e os consequentes danos nos tecidos. O MP-101 será testado num modelo de FC em furão e, se for bem sucedido, poderá ser testado em doentes com FC.

O conhecimento da função da CFTR e da expressão do tipo de célula avançou muito desde a sua descoberta em 1989. Atualmente, 90% das pessoas com FC beneficiam de terapias dirigidas a mutações que restauram a função das suas mutações CFTR. No entanto, os restantes 10% de pessoas com FC não podem beneficiar destes medicamentos porque produzem muito pouca ou nenhuma proteína funcional. Este projeto visa a reparação específica de mutações CFTR utilizando uma enzima modificada, designada por Editor de Base de Adenina (ABE). A equipa do Dr. Sinn irá concentrar-se na entrega da ABE a um número suficiente de células apropriadas das vias respiratórias para ser terapêutica. O projeto utilizará partículas naturais, chamadas vesículas extracelulares (EVs), que a maioria das células do corpo produz. Estas partículas são muito pequenas e evoluíram para serem mensageiros celulares que podem transportar pequenas moléculas e proteínas entre as células. O laboratório do Dr. Sinn demonstrou anteriormente que as EVs podem transportar pequenos ARNs e proteínas para as células das vias respiratórias. Como parte desta bolsa, irão testar se podem embalar e transportar ABEs para corrigir muitas das mutações CFTR raras e sem sentido.

As infecções bacterianas pulmonares, especificamente as infecções resistentes a medicamentos, impulsionam a progressão da doença e a mortalidade em pessoas com FC. Entre as piores estão as infecções por MNT, que são frequentemente resistentes aos antibióticos disponíveis e podem desqualificar os indivíduos para o transplante pulmonar em muitos centros de transplante. Além disso, estas infecções podem ser particularmente graves em doentes pós-transplante que tomam medicamentos imunossupressores. Este projeto visa explorar os bacteriófagos, também conhecidos como fagos, como uma potencial opção de tratamento para pessoas com infecções por MNT. Os fagos matam eficazmente os seus hospedeiros bacterianos, têm fortes perfis de segurança e podem ser utilizados em conjunto com antibióticos, com a possibilidade de benefícios aditivos ou mesmo sinérgicos. A equipa do Dr. Hatfull irá concentrar-se na identificação, preparação e fornecimento de fagos para uso compassivo no tratamento de infecções por MNT em pessoas com FC que tenham esgotado outras opções de tratamento. As suas experiências serão depois utilizadas para otimizar o rastreio, a preparação e a estabilidade dos fagos.

A edição primária pode escrever novas informações genéticas no genoma de uma forma muito precisa, sem causar danos ao ADN do hospedeiro, uma vez que não são induzidas quebras de ADN de cadeia dupla. Um conjunto crescente de evidências relata a versatilidade, eficiência e segurança da edição primária, mas é necessária mais investigação para investigar o seu potencial para a FC e a sua capacidade de corrigir mutações CFTR. Este projeto explora a utilização da edição primária para corrigir mutações específicas da CFTR, a possibilidade de aproveitar partículas semelhantes a vírus (VLPs) para realizar a edição primária de uma forma segura e eficiente, e se as VLPs podem penetrar eficazmente através do muco da FC e entrar e editar geneticamente as células epiteliais das vias respiratórias da FC.

Este projeto de investigação em colaboração entre equipas do Centro Médico da Universidade de Rochester e do Centro Médico da Universidade de Utrecht, nos Países Baixos, visa explorar a utilização de ACE-tRNAs para produzir uma proteína CFTR completa e totalmente funcional. Estudos anteriores sobre a tecnologia ACE-tRNA mostraram resultados promissores, indicando que se justifica agora uma investigação mais aprofundada dos ACE-tRNAs em modelos de células derivadas de doentes. As duas equipas trabalharão em colaboração para caraterizar a função CFTR em células derivadas de doentes após o tratamento com ACE-tRNA.

A resistência bacteriana aos antibióticos actuais está a tornar-se um problema crescente, resultando numa maior morbilidade e mortalidade. Em indivíduos com Fibrose Cística (FC), Staphylococcus aureusincluindo as resistentes à meticilina S. aureus (MRSA), é frequentemente observado e causa infecções no nariz que subsequentemente semeiam os pulmões. Neste projeto, será investigada a utilidade das lisinas de fagos para controlar as infecções por MRSA. As lisinas representam uma alternativa aos antibióticos, uma vez que utilizam um mecanismo completamente distinto dos antibióticos para matar as bactérias. Em espécies bacterianas alternativas, não foi observada resistência às lisinas. Além disso, as lisinas podem ser administradas tanto por via sistémica como por aerossol. Assim, as lisinas específicas do MRSA podem ter vantagens sobre as abordagens antimicrobianas convencionais, prevenir infecções crónicas e aumentar a qualidade de vida das pessoas que vivem com FC.

A Fibrose Quística (FC) é causada por mutações que limitam a funcionalidade do gene Regulador da Condutância Transmembranar da Fibrose Quística (CFTR), o que pode levar à insuficiência respiratória. A mutação sem sentido W1282X leva à produção de um gene CFTR mais curto que está presente em níveis baixos, tornando-o parcialmente funcional, devido a um mecanismo de controlo de qualidade celular chamado decaimento de mRNA mediado por sem sentido (NMD). Este projeto utiliza uma nova abordagem que inclui o direcionamento do splicing do pré-mRNA para remover o exão 23 - a região do gene CFTR que contém a mutação W1282X - para aumentar a função do gene CFTR em indivíduos com a mutação W1282X da FC. Assim, este projeto investiga esta estratégia através do desenvolvimento de Oligonucleótidos Anti-Sentido (ASOs) sintéticos que podem induzir o salto do exão 23 da sequência de pré-MRNA de forma a alcançar uma maior funcionalidade no gene CFTR mutado.  

As pessoas que vivem com FC continuam a ser susceptíveis a infecções bacterianas e, normalmente, necessitam de regimes de antibióticos extensos para manter as vias respiratórias desobstruídas. As infecções com bactérias resistentes à meticilina Staphylococcus aureus (MRSA) constituem um desafio para toda a vida e são necessárias novas estratégias de controlo. Esta candidatura irá investigar duas novas estratégias para combater o MRSA. A primeira abordagem tem por objetivo desenvolver uma vacina contra o MRSA. As vacinas convencionais utilizam fragmentos de proteínas de um agente patogénico para produzir uma resposta imunitária. Em contraste, este projeto utilizará ADN sintético e dependerá do corpo humano para gerar o fragmento de proteína - uma abordagem que tem muitas vantagens, incluindo a ativação de anticorpos e imunidade baseada em células, e uma produção e armazenamento de medicamentos mais fáceis. A segunda abordagem desenvolverá anticorpos artificiais contra o MRSA com uma atividade antimicrobiana melhorada em relação aos anticorpos endógenos anti-MRSA. Tal como no primeiro objetivo, este estudo utilizará o ADN para fornecer a informação genética que codifica estes anticorpos terapêuticos, uma estratégia que permite um fornecimento sustentado e reduz os custos dos medicamentos. Estas abordagens serão inicialmente desenvolvidas utilizando um isolado clínico derivado de um indivíduo com FC. Prevê-se que esta abordagem personalizada possa ser aplicada a outros agentes patogénicos bacterianos resistentes aos antimicrobianos que afectam a FC.

Os indivíduos com Fibrose Quística (FC) correm um grande risco de desenvolver infecções pulmonares recorrentes. Estas infecções são frequentemente causadas por bactérias resistentes aos antibióticos, como o MRSA. Este projeto tem como objetivo desenvolver um painel de fagos dirigidos ao MRSA que funcionem coletivamente para eliminar ou reduzir o MRSA nos pulmões das pessoas com FC. Ao desenvolver um banco de fagos de MRSA bem caracterizado, este projeto fará avançar o desenvolvimento racional de cocktails de fagos de MRSA para utilização no tratamento da FC e tornará esta coleção amplamente disponível para médicos e investigadores de todo o mundo para facilitar a terapia com fagos que salva vidas.

São necessários modelos que permitam testar novas terapias para tratar a mutação sem sentido do gene CFTR. Craig Hodges e colegas da Case Western Reserve University estão a criar novos modelos de ratinhos que contêm a mutação W1282X no gene CFTR. Existem vários modelos de ratinhos com FC, incluindo modelos que contêm as mutações F508del, G551D ou G542X. O objetivo desta proposta é gerar modelos bem caracterizados que possam ser distribuídos a laboratórios (académicos ou industriais) centrados no desenvolvimento ou teste de estratégias terapêuticas especificamente para a mutação W1282X, ou para mutações nonsense da FC em geral.

S. aureus é uma bactéria multirresistente (MDR) que causa infecções pulmonares em indivíduos com FC que começam numa idade jovem. As infecções causadas por bactérias MDR contribuem diretamente para a morbilidade e mortalidade, uma vez que os médicos são obrigados a recorrer a um arsenal de antibióticos cada vez mais reduzido. Nas pessoas persistentemente infectadas com S. aureusA redução da carga bacteriana pode ter um impacto positivo significativo na função pulmonar, nas exacerbações pulmonares e na qualidade de vida. A terapia com fagos utiliza bacteriófagos (vírus específicos de bactérias) que têm como alvo e matam as bactérias. Quando utilizados terapeuticamente, estes fagos são capazes de matar bactérias que expressam factores de virulência específicos que lhes permitem causar infecções. O financiamento da EE permitirá prosseguir os esforços de desenvolvimento de terapêuticas baseadas em fagos no tratamento de infecções associadas à FC.

A administração de ácidos nucleicos aos pulmões, incluindo tRNAs, é uma alternativa promissora abordagem para a terapia da FC. No entanto, o direcionamento dos ácidos nucleicos para as células apropriadas no pulmão continua a ser um grande desafio. Utilizando abordagens de ponta, o laboratório Dahlman pretende desenvolver agentes de entrega optimizados específicos para o pulmão, denominados nanopartículas, para facilitar a entrega de ácidos nucleicos. O objetivo geral deste projeto é acelerar o ritmo a que as nanopartículas podem ser utilizadas para tratar a FC.

O financiamento de estímulo da Emily's Entourage será utilizado para adquirir um equipamento especializado, designado por câmaras de Ussing, que é a forma mais avançada de medir a atividade da CFTR nas células epiteliais das vias respiratórias e determinar a eficácia da terapêutica da FC em desenvolvimento. Especificamente, as câmaras de Ussing serão utilizadas para testar a eficácia dos ACE-tRNAs supressores de disparates, desenvolvidos através de uma anterior bolsa de investigação da Emily's Entourage.

O objetivo deste projeto é investigar se os moduladores CFTR actuais ou em investigação são eficazes em organóides derivados de indivíduos com FC com a mutação W1282X.

Estudos anteriores apoiados pela Emily's Entourage revelaram que o KALYDECO proporciona benefícios terapêuticos em alguns indivíduos com FC com a mutação W1282X. Estes estudos provocadores serão alargados em mais ensaios clínicos n-de-1 para avaliar se os benefícios clínicos podem ser melhorados por uma terapia corretora-potenciadora aprovada.

Combinando conhecimentos especializados em cultura de células, avaliação funcional da CFTR, desenvolvimento terapêutico e prática clínica, este projeto irá avaliar se as abordagens terapêuticas disponíveis modulam propriedades-chave, incluindo o transporte de iões e a depuração mucociliar, em células epiteliais das vias respiratórias derivadas de indivíduos com FC com a mutação W1282X.

A FC é causada pela perda de função do canal iónico CFTR. O desenvolvimento de formas alternativas de restaurar a função do canal em falta, independentemente do CFTR, é uma necessidade médica urgente e não satisfeita. Com base em estudos convincentes em modelos de cultura celular e em modelos animais de FC, este projeto irá testar uma nova estratégia terapêutica para responder diretamente a esta necessidade. Esta abordagem utiliza um medicamento aprovado para uma indicação alternativa e poderia eventualmente levar ao desenvolvimento de uma nova abordagem terapêutica para a FC.

Utilizando técnicas bioquímicas inovadoras, o principal objetivo deste projeto é identificar novos alvos para melhorar o tráfico de CFTR1281, o produto proteico truncado que resulta da mutação W1282X.

A ausência de modelos celulares validados tem sido um grande obstáculo ao desenvolvimento de terapias para as mutações sem sentido da CFTR. Scott H Randell, PhD, em colaboração com Finn Hawkins, MBBCh (Universidade de Boston) desenvolverá modelos de células epiteliais das vias aéreas homozigóticas W1282X que deverão acelerar o desenvolvimento terapêutico.

Este projeto utiliza abordagens pioneiras de rastreio de elevado rendimento para identificar moléculas semelhantes a medicamentos que visam a W1282X-CFTR e outras mutações raras da FC. Em estudos anteriormente financiados pela Emily's Entourage, o Dr. Verkman estabeleceu o conceito de que a combinação de "correctores" e "potenciadores" - tal como utilizada para tratar a mutação mais comum da FC, a F508del - também poderia ser utilizada para tratar a mutação W1282X. Estes novos estudos têm como objetivo fazer avançar esta área.

Uma das principais características da FC é o muco espesso e desidratado que se acumula nos pulmões, causando infecções bacterianas crónicas. Em pacientes com FC, uma proteína hiperativa chamada ENaC contribui para a desidratação da superfície das vias aéreas para conduzir este processo. Este projeto irá investigar uma nova abordagem terapêutica para reidratar as vias respiratórias utilizando um candidato pré-clínico que inibe a ENaC.

Este projeto utiliza uma abordagem genética inovadora para corrigir a mutação W1282X-CFTR. Serão utilizadas moléculas de ARN de transferência modificadas para dirigir a entrega de um triptofano (W) adequado à mutação W1282X durante a síntese proteica, a fim de promover a produção da proteína CFTR de comprimento total.