Forkhead-box-eiwit P1 (FOXP1) maakt deel uit van de forkhead-box-familie van transcriptiefactoren die cruciaal zijn voor de embryonale ontwikkeling. De novo verstoringen van het FOXP1-gen veroorzaken haplo-insufficiëntie van FOXP1 die resulteert in ontwikkelingsachterstand, intellectuele achterstand, taalstoornis en autistische kenmerken. Eerdere literatuur heeft al 34 losstaande mutaties en zeven mutaties gerapporteerd die aanwezig zijn bij niet-verwante individuen. De meeste pathogene missense en in-frame mutaties bevinden zich in het DNA-bindende domein van FOXP1. Structurele analyses hebben aangetoond dat deze mutaties aminozuren kunnen verstoren die nodig zijn voor binding aan DNA of interfereren met het domein dat zorgt voor FOXP1-dimerisatie.
Onze groep heeft expertise in het genereren van patiëntgebonden geïnduceerde pluripotente stamcellijnen (iPSC) die verder kunnen worden gedifferentieerd naar verschillende celtypen en die kunnen worden gebruikt voor fundamenteel onderzoek naar moleculaire biologie van ziekten, ziektemodellering en als een therapeutisch platform. Bovendien werkt onze groep de afgelopen jaren in de iPSC-onderzoekslijn aan in vitro 3D-ziektemodellering met hersenorganoïden. 3D-hersenorganoïden zijn complexere structuren dan 2D-neuronen omdat ze sommige kenmerken van de ontwikkeling van het menselijk brein beter weerspiegelen. FOXP1-syndroom is een neurologische ontwikkelingsziekte en hersenorganoïden zouden een geweldig celmodel zijn om ziektemechanismen, mogelijk ziektefenotype en uiteindelijk therapeutische opties te onderzoeken.
Ons FOXP1-onderzoek in kogels:
- Generatie van FOXP1 iPSC-lijnen. Om dit te bereiken zullen we CRISPR/Cas9 technologie gebruiken om een puntmutatie c.1541G>A(p.Arg514His) te introduceren en ook FOXP1 heterozygote en homozygote knock-out lijnen genereren.
- 3D-ziektemodellering met hersenorganoïden. Het FOXP1-syndroom treft voornamelijk het striatum. Met behulp van controle en FOXP1 iPSC-lijnen zullen we striatale organoïden genereren. We zullen verschillende downstream-analysemethoden gebruiken, zoals immunofluorescentiekleuringen, genexpressie-analyse en RNA-sequencing. Hersenorganoïden zullen ons helpen de rol van het FOXP1-eiwit tijdens de ontwikkeling en het ziektemechanisme te bepalen.
- Ontwikkeling van DNA-therapie. We zullen het therapeutische potentieel van Adenine Base Editors (ABE’s) onderzoeken bij het corrigeren van de puntmutatie c.1541G>A(p.Arg514His), door het A-nucleotide om te zetten in G.