iPSLight grant
iPSLight – New iPSC biotechnological systems for pharmaceutical development in the field of neurodegenerative diseases
Objectives
The iPSLight project aimed at developing induced pluripotent stem cell (iPSC)‐derived dopaminergic neurons from patients with Parkinson’s disease and to perform a proof-of-concept screening using cell-based assays in 384 microtiter plates using this valuable model.
Results
First, a collection of several iPS lines derived from Parkinson patients was created, in order to have a cell-based model properly recapitulating key disease cellular defects. In particular, we focused our attention on the OPA-1 gene mutation, which causes mitochondrial defects and oxidative stress.
Moreover, to fully take advantage of these primary-like patient-derived cells, we generated reporter lines to make easier both their purification (by using a GFP gene) and functional test (by using a GCaMP6f calcium reporter). In order to fully characterized these iPS lines, we run quality control checks, including RNA sequencing experiments on pluripotent and differentiated cells. Using iPS-derived neurons, we also performed electrophysiology tests. Next, using this innovative cellular model, we successfully identified cell-based assays that could be adapted to automation in an industrial setting (in High Throughput Screening and High Content Sscreening). Finally, we successfully performed a small molecules screening using FDA-approved, pharmaceutically active compounds, in automation, identifying a candidate hit.
iPSLight is an interdisciplinary project among Axxam, National Research Council Institute of Neuroscience, Biorep s.r.l., Vita-Salute San Raffaele University, I.M.S. IMS – Istituto di Management Sanitario S.r.l.
Nuovi sistemi biotecnologici iPSC per lo sviluppo farmaceutico nel settore delle malattie neurodegenerative (iPSLight)
Obiettivi
Il progetto iPSLight mirava a sviluppare neuroni dopaminergici derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) da pazienti con morbo di Parkinson e ad eseguire uno screening proof-of-concept su saggi cellulari utilizzando un formato di piastre 384 con metodiche di high-content e high-throughput screening (HTS e HCS). La finalità del progetto era lo sviluppo di una piattaforma di saggi cellulari in cellule iPS contenenti mutazioni convolte nella malattia di Parkinson. Questi saggi avevano l’obiettivo di portare questo modello cellulare innovativo in un contesto industriale farmaceutico.
Risultati
In linea con quanto programmato, sono state completate con successo le attività previste per lo sviluppo della piattaforma di screening. In particolare, a partire da campioni di fibroblasti di pazienti con malattia di Parkinson, sono stati generate linee di cellule staminali (iPS) per studiare nuovi meccanismi implicati nello sviluppo e progressione della patologia. Le attività di ricerca hanno portato alla creazione di linee cellulari iPS da pazienti portatori di mutazioni genetiche responsabili dei difetti mitocondriali collegati al Parkinson. Lo sviluppo di queste linee di iPS stabilisce un primo catalogo di cellule staminali che raggruppa le più importanti mutazioni responsabili dei difetti mitocondriali che causano la malattia di Parkinson. A partire da queste cellule, sono stati prima sviluppati saggi cellulari in piastre da 384 pozzetti e di elettrofisiologia, e in seguito eseguito uno screening utilizzando una libreria di 1200 composti farmacologicamente attivi. Lo screening ha prodotto un “hit” potenzialmente coinvolto nel recupero della disfunzione a carico della mutazione nel gene OPA1.
iPSLight si basa su una collaborazione interdisciplinare fra Axxam, Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto di Neuroscienze, Biorep s.r.l., Università Vita-Salute San Raffaele, IMS – Istituto di Management Sanitario S.r.l.
