MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W4405046417 · doi:10.1182/blood-2024-211315

Targeting Metabolism to Restore Hematopoiesis in Inherited Bone Marrow Failure Syndromes: Preclinical Insights from Zebrafish Models

2024· article· en· W4405046417 sur OpenAlexaff
Sarada Ketharnathan, Serkan Doğan, Sergey V. Prykhozhij, Anna Cordeiro, Irina Alecu, William Mannherz, Mira Liebman, Elaine Leung, Steffany A. L. Bennett, Miroslava Čuperlović‐Culf, Suneet Agarwal, Yigal Dror, Jason N. Berman

Notice bibliographique

RevueBlood · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAcute Myeloid Leukemia Research
Établissements canadiensHospital for Sick ChildrenChildren's Hospital of Eastern OntarioNational Research Council CanadaAGADA BiosciencesUniversity of OttawaSickKids FoundationAgricultural Research Institute of Ontario
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésZebrafishBone marrowHaematopoiesisMedicineBone marrow failureBiologyCancer researchBioinformaticsImmunologyStem cellGeneticsGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Inherited bone marrow failure syndromes (IBMFS) are a clinically diverse group of rare genetic disorders characterized by cytopenia of one or more hematopoietic lineages. IBMFS account for 10-15% of marrow aplasia and >50% of chronic pediatric bone marrow failure disorders. Definitive treatment for all IBMFS currently requires allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. However, post-transplant complications such as organ toxicity and engraftment failure are common in this population. A thorough understanding of the underlying disease biology would enable the development of targeted therapeutic interventions that could rescue marrow failure, and potentially prevent progression to myeloid malignancies. We hypothesized that in addition to the transcriptional dysregulation, known to underpin IBMFS, perturbations in metabolism are essential for the transition of hematopoietic cells from a state of hypo-proliferation in IBMFS to one of hyperproliferation in leukemia. Given the rarity of IBMFS, large numbers of primary human samples are not readily available for mechanistic studies, warranting the use of animal models. Zebrafish (Danio rerio) are ideal given their highly conserved and rapid hematopoiesis and access to early blood progenitors. Here, we used loss-of-function zebrafish mutants to study two IBMFS subtypes with increased propensity for malignancies, namely, DNAJC21-mutant Shwachman-Diamond syndrome (SDS) and PARN-mutant dyskeratosis congenita (DC). We recently showed that in dnajc21-/- embryos, poor DNA damage responses caused by nucleotide deficiency impedes cell cycle progression, contributing to neutropenia. Treatment of dnajc21-/- embryos with 100 mM uridine or thymidine nucleoside relieved the cell cycle block and restored neutrophil counts (Ketharnathan et al. Leukemia, in press). We extended these findings to our parn-/- zebrafish that also present with neutropenia and anemia at 48 hours post-fertilization (hpf). Reduced telomerase activity and shortened telomeres are inherent features of DC. Zebrafish telomere lengths are strikingly similar to that of humans (5-15 kb in zebrafish versus 20-150 kb in mice). Preliminary analysis revealed reduced telomerase activity in parn-/- whole kidney marrows (WKMs, human bone marrow equivalent) by 12 months of age. Thymidine treatment has been shown to support telomere elongation in human cells. Hence, we treated parn-/- embryos with thymidine (100 mM from 3 to 48 hpf). We found that thymidine treatment rescued neutropenia, but only partially improved erythrocyte counts, suggesting differences in underlying mechanisms. In addition to nucleotide imbalance, metabolomic analyses of dnajc21-/- embryos and WKMs identified deficiencies in vitamin B6 (pyridoxine) and its active form, pyridoxal 5-phosphate. We are currently evaluating the effectiveness of exogenous pyridoxal 5-phosphate supplementation for rescuing cytopenia in the dnajc21-/- mutants. In parn-/- WKMs, we identified several metabolic processes that are dysregulated at the transcriptional level: linoleic acid metabolism, fatty acid biosynthesis and glycine, serine and threonine metabolism were downregulated whereas, cholesterol biosynthesis, arachidonic acid metabolism, cysteine and methionine metabolism were upregulated. Importantly, squalene epoxidase (zebrafish sqlea), the second rate-limiting enzyme in the cholesterol biosynthesis pathway and a marker that is upregulated in various cancers, was elevated in the parn-/- mutants. We are currently investigating the effects of altered cholesterol metabolism on hematopoietic differentiation, and the potential for SQLE inhibitors such as terbinafine for rescuing cytopenia in parn-mutant DC. In summary, our zebrafish models of SDS and DC serve as promising in vivo platforms for revealing disease mechanisms and preclinical screening of targeted therapies.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,035
Tête enseignante GPT0,306
Écart entre enseignants0,271 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueBlood→Même sujetAcute Myeloid Leukemia Research→Travaux en français237 207→