Stammzellen bei NF1-Patienten mit Tumoren des zentralen Nervensystems

Hypothese: Patienten mit NF1 und Tumoren des zentralen Nervensystems, die aggressive Läsionen aufweisen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Gliome der Sehbahn) und/oder Patienten mit Tumoren, die eine neurologische (einschließlich visuelle) Morbidität verursachen, werden einzigartige Unterschiede in ihren Stammzellen und Stammzell- abgeleitete differenzierte Zellen im Vergleich zu Patienten mit NF1 und Tumoren des Zentralnervensystems, die eine weniger aggressive Krankheit haben, und/oder Patienten mit Tumoren, die eine minimale bis keine Morbidität verursachen.

Hintergrund und Bedeutung: Sehbahngliome (OPGs) sind niedriggradige astrozytäre Tumoren, die hauptsächlich den Sehnerv, das Chiasma und die Bahnen betreffen und hauptsächlich bei Kindern auftreten. Fast 20 % der Kinder mit Neurofibromatose Typ 1 (NF1) entwickeln OPGs, obwohl weniger als die Hälfte einen Sehverlust durch ihren Tumor entwickelt.1 Diese Tumoren haben hervorragende Überlebensergebnisse, was den Verlust des Sehvermögens zur primären Morbidität bei diesen Patienten macht. Darüber hinaus sind OPGs dem Sehweg inhärent, daher werden sie selten, wenn überhaupt, biopsiert. Dieser Mangel an OPG-Gewebe schränkt unsere Fähigkeit ein, die biologischen Unterschiede zwischen OPGs, die Sehverlust verursachen, und solchen, die dies nicht tun, zu klären. Geringgradige astrozytäre Gliome in anderen Regionen des Gehirns, einschließlich Hypothalamus, Hirnstamm und Kleinhirn, können auch bei einer Untergruppe von Kindern gefunden werden, die mit NF1 assoziiert sind. Diese NF1-assoziierten Hirntumoren können fortschreiten und auch mit unterschiedlichen Raten wachsen und neurologische Funktionsstörungen verursachen, die von schwerer Beeinträchtigung bis zu geringer oder keiner Symptomatik reichen.

Ziel dieser Studie ist die Entwicklung von Stammzelllinien bei Kindern mit NF1-bedingten Tumoren im Zentralnervensystem (dem Sehnerv und solchen aus anderen Hirnregionen). Stammzellen dieser Probanden werden einen kritischen Einblick in die Mechanismen liefern, die für die Tumorprogression und Symptome im Zusammenhang mit dem zentralen Nervensystem verantwortlich sind, wodurch die Identifizierung therapeutischer Ziele beschleunigt wird.

Vorstudien: Drei neuere Forschungsentwicklungen ermöglichen es, ein patientenspezifisches Krankheitsmodell in einer Schale (sogenanntes "Human Disease Model in Dish") zu entwickeln und von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) abgeleitete krankheitsrelevante Zellen in einer zu untersuchen isogener Hintergrund. Erstens können embryonale Stammzellen (ESC)-ähnliche Zellen, auch bekannt als induzierte pluripotente Stammzellen oder iPSC, aus Haut- oder Blutzellen bei erwachsenen Patienten erzeugt werden. Zweitens haben jüngste Forschungsanstrengungen begonnen, Kulturprotokolle zu entwickeln, die iPSCs in eine Vielzahl von Zelltypen im zentralen und peripheren Nervensystem (ZNS und PNS) differenzieren, die bei NF1-Patienten betroffen sind. Drittens ermöglicht die CRISPR/CAS9-Technologie die genetische Veränderung der spezifischen Krankheitsgene entweder durch Reparatur der vorhandenen mutierten Gene oder durch Schaffung neuer Mutationen. Um sich an der Spitze der NF1-Forschung zu positionieren, wird es für das Gilbert Family Neurofibromatose Institute (GFNI) am Children's National Medical Center wichtig sein, diese jüngsten spannenden Forschungsentwicklungen zu untersuchen, systematisch patientenspezifische menschliche NF1-Krankheitsmodelle zu entwickeln und Bereitstellung eines Instruments für das Arzneimittel-Screening und die Bewertung einzelner NF-Patienten.

Design und Methoden:

3.1 Studiendesign Querschnittssammlung von NF1-Probanden mit Tumoren im Zentralnervensystem, wie durch MRT dokumentiert.

3.2 Studienbesuche Die Probanden haben nur einen Besuch, um die Blutprobe zu entnehmen.

3.3 Studienverfahren 3.31 Blutentnahme Den Probanden werden 20 ml Vollblut entweder 1) während ihrer Sedierung für ihre klinisch indizierte MRT (IV wird bereits für klinische Zwecke platziert) oder durch das ambulante Labor entnommen.

3.32 Verarbeitung von Stammzellen Das entnommene Blut wird zur Verarbeitung der Proben zur Entwicklung von Stammzelllinien unverzüglich in die Stammzelleneinrichtung der National Institutes of Health überführt.

3.33 Demografische Daten Wir erfassen Alter, Geschlecht, Rasse, ethnische Zugehörigkeit, Lokalisierung von Tumoren im Zentralnervensystem im MRT, Sehverlust in der Anamnese und andere neurologische Defizite des Probanden.

3.34 Statistische Analyse Als erster Schritt zur Erstellung einer Stammzellbibliothek aus einer bestimmten Population von NF1-Kindern mit Tumoren des Nervensystems benötigen wir in diesem Stadium keine statistische Analyse.