Congenital Central Hypoventilation Syndrome (CCHS) is a rare and devastating neonatal neurological disease characterized by a breathing defect control of the autonomic nervous system, essential during sleep, in association with symptoms of a more generalized autonomic dysfunction [1]. Generally, children with the disease have near-normal breathing when awake, while they hypoventilate during sleep. Since no pharmacological treatment has been found to be effective, mechanical ventilation supports are the only options available for children with this disease. In patients, heterozygous polyalanine expansion mutations (PARMs) have been identified in the PHOX2B gene, which encodes a transcription factor essential for the development of the autonomic nervous system, which cause the expression of mutated proteins with toxic activity [1]. Bioinformatics analyses and preliminary data allowed us to identify a long non-coding RNA (PHOX2B-AS1), transcribed in the opposite direction and partially complementary to the PHOX2B gene transcript, promoting PHOX2B translation. Our project aims to evaluate the role of PHOX2B-AS1 in the pathogenesis of CCHS and the effects of its modulation on the expression of normal and mutated proteins. Due to the unavailability of viable CCHS mice models, to pursue this goal, we will use human autonomic sympathetic neurons cultures differentiated from stem cells (iPSCs) obtained by reprogramming fibroblasts from CCHS patients [2]. The results of this research will allow us to evaluate the role of AS1 in the expression of PHOX2B during neuronal differentiation of healthy and disease-derived iPSCs, to explore the possibility of PHOX2B-AS1 therapeutic targeting, to reduce the toxic effect of mutant protein.

L'RNA lungo non codificante (lncRNA) antisenso naturale PHOX2B-AS1 nella patogenesi e come potenziale bersaglio terapeutico nella Sindrome da Ipoventilazione Centrale Congenita (CCHS) La Sindrome da Ipoventilazione Centrale Congenita (CCHS) è una malattia neurologica neonatale rara e devastante, caratterizzata da un difetto del controllo della respirazione da parte del Sistema Nervoso Autonomo, essenziale durante il sonno, in associazione a sintomi di una più generalizzata disfunzione autonomica. Generalmente i bambini affetti dalla malattia hanno una respirazione pressoché normale quando svegli, mentre ipoventilano durante il sonno. Poiché nessun trattamento farmacologico è risultato efficace, i supporti per la ventilazione meccanica risultano essere le uniche opzioni disponibili per i bambini affetti da questa patologia. Nei pazienti sono state identificate mutazioni in eterozigosi nel gene PHOX2B, che codifica per un fattore di trascrizione essenziale per lo sviluppo del Sistema Nervoso Autonomo, che provocano l'espressione di proteine mutate con attività tossica. Analisi bioinformatiche e dati preliminari ci hanno permesso di identificare un RNA lungo non codificante (PHOX2B-AS1), trascritto in direzione opposta e parzialmente complementare al trascritto del gene PHOX2B, in grado di promuovere la produzione della proteina PHOX2B. Il nostro progetto si propone di valutare il ruolo di PHOX2B-AS1 nella patogenesi della CCHS e gli effetti della sua modulazione sull'espressione delle proteine normali e mutate. Per perseguire questo obiettivo ci avvarremo di culture neuronali umane differenziate da cellule staminali ottenute riprogrammando fibroblasti di pazienti affetti da CCHS. I risultati di questa ricerca permetteranno di valutare se PHOX2B-AS1 possa essere identificato come nuovo bersaglio terapeutico per il trattamento della CCHS.

[1] Di Lascio S, Benfante R, Cardani S, Fornasari D - 2021 - Research advances on therapeutic approaches to Congenital Central Hypoventilation Syndrome (CCHS) - Front. Neurosci. 14:615666. doi: 10.3389/fnins.2020.615666 [2] Cuadros Gamboa AL, Benfante R, Nizzardo M, et al. (2022) Generation of two hiPSC lines (UMILi027-A and UMILi028-A) from early and late-onset Congenital Central hypoventilation Syndrome (CCHS) patients carrying a polyalanine expansion mutation in the PHOX2B gene. Stem Cell Res. 61:102781.

Congenital central Hypoventilation Syndrome

Sindrome da Ipoventilazione Centrale Congenita