Swhachman Diamond Syndrome (SDS) is a monogenic disease caused in most cases by loss-of-function mutations of SBDS protein. SDS has variable symptoms including exocrine pancreatic insufficiency and growth defects, bone marrow alterations with neutropenia, susceptibility to infections and increased risk for malignant transformation, in particular, development of acute myelogenous leukemia (AML). Importantly, deficiency of SBDS causes a reduced release of eIF6 from 60S ribosomal subunits and eIF6 point mutants rescue the deficit induced by SBDS. In short, drugs hitting eIF6 activity may potentially rescue SDS phenotype. Our lab has a strong background on eIF6 biology and has recently developed a new model for culturing hemopoietic cells. Here we describe our efforts to exploit this know-how on the quest for an SDS cure. The first goal of the project is to manipulate eIF6 activity in order to solve the SDS phenotype. As a first part of this work, we a) modelled the eIF6 N106S mutation in HEK293 cells by the prime editing technology. These cells are viable and grow normally. Next, we will analyse to which extent N106 mutation restores the SBDS loss-of-function phenotype, and whether it confers unwanted biological effects, such as increased tumorigenesis. This part of our work will validate the safety and strength of the approach of modifying eIF6 function. In addition, we b) found three small molecules that modulate eIF6 binding to the 60S. In vitro experiments confirm that these molecules modify translational efficiency. Further characterization is in progress and pro and cons will be outlined. The second goal is the correction and tumorigenicity testing of SDS hemopoietic cells. In this context, we have developed a system for long term culture of hemopoietic stem cells and their testing for unwanted oncogenic mutations. The state of the art of the system will be presented. In conclusion, we suggest that multiple strategies aimed at curing the SDS phenotype may lead to the rapid identification of fruitful therapeutic avenues. Current limits of our strategies will be described, too.

Le cosiddette ribosomopatie sono malattie monogeniche ereditarie caratterizzate dalla perdita di funzionalità dei ribosomi, le fabbriche intracellulari dedicate alla sintesi delle proteine. Le ribosomopatie si presentano con sintomatologie a carico di diversi tessuti, tra i quali una ridotta funzionalità del midollo osseo con conseguente carenza di neutrofili, ed un rischio elevato di tumori della linea emopoietica. La sindrome di Schwachman- Diamond è causata dalla perdita di funzione del gene SDS. La perdita parziale del gene SDS causa una ridotta funzionalità dei ribosomi. Un numero rilevante di studi genetici e cellulari ha dimostrato in maniera inequivocabile che la modificazione della attività biochimica della proteina eIF6 può "curare" i difetti causati dalla perdita di SDS. Il nostro laboratorio ha prodotto negli ultimi anni diverse molecole in grado di modificare la funzione di eIF6 e, potenzialmente, ripristinare la funzione del gene SDS. In questo studio proponiamo una analisi completa dei costi-benefici della manipolazione della attività molecolare di eIF6 attraverso i composti sviluppati nel laboratorio. La analisi degli effetti molecolari dei modulatori di eIF6 sarà accompagnata dalla verifica di eventuali strategie alternative che mirano a recuperare la funzionalità della proteina SDS. Infine, verificheremo se la strategia di modulazione della attività di eIF6 è in grado di ristabilire la normale funzionalità delle cellule staminali del midollo osseo, senza causare effetti collaterali. Nel complesso il nostro studio potrebbe porre le basi per un intervento terapeutico razionale e personalizzato per la sindrome di Schwachman-Diamond.

Shwachman-Diamond syndrome

Sindrome di Shwachman-Diamond