Добавить новость
smi24.net
News in English
Декабрь
2017

Turning Piglets Into Personalized Avatars for Sick Kids

0

When Charles Konsitzke and Dhanu Shanmuganayagam first met, they were both just trying to get some peace and quiet. It was early 2014, and they were representing the University of Wisconsin-Madison at a fancy event to promote the university’s research to local politicians. After hours of talking to senators, Shanmuganayagam was fried, and went for a walk to clear his head. That’s when he bumped into Konsitzke, an administrator at the University of Wisconsin’s Biotechnology Center. They introduced themselves, and discussed their work. Shanmuganayagam said that he ran a facility that rears miniature pigs, which are genetically engineered to carry mutations found in human genetic disorders. Scientists can study the mini-pigs to better understand those diseases.

“And I said: I have a project for you,” Konsitzke recalls.

Konsitzke’s son Mason, now aged 7, was born with little brown birthmarks on his buttocks. Many kids have one or two of these café-au-lait spots and at first, Konsitzke thought they were cute. But after more appeared, he did some research and found that such spots are a common symptom of neurofibromatosis type 1 (NF-1)—an incurable inherited disease. Around Mason’s first birthday, a pediatrician confirmed the diagnosis.

Mason Konsitzke (Bryce Richter / University of Wisconsin-Madison)

NF-1 is an incredibly varied disease with many possible symptoms. The spots are the least of them. Some patients, Mason included, develop learning disabilities. Others develop bone and heart problems. Most commonly, patients get tumors on their skin and nerves; Mason already has one on the side of his face. These tumors are usually benign, but even so they can still disfigure. “It continues to grow, and if it runs out of space, it will deform his face outward,” says Konsitzke.

Konsitzke isn’t a scientist by training, but through his job he’s well connected to the scientific world. Once Mason’s diagnosis was in, he started asking around about NF-1 research. In particular, he wanted to know where the bottlenecks are. What was the single thing he could do that would most accelerate research into his son’s condition? And the answer that he kept hearing was: Find better animals to experiment on.

When studying diseases, scientists often turn to laboratory animals like mice and zebrafish. They can use these so-called model organisms to work out how mutations cause diseases, and to find and test possible treatments. But the usual lab animals aren’t a good fit for NF-1. They’re too small, and they don’t react in the same way to the mutations that cause the disease in humans. For example, studies in mice suggested that a drug called lovastatin might help to address the learning and attentional problems that accompany NF-1. But when the drug was tested on actual children, in a large clinical trial, it did nothing.

To better understand NF-1, Konsitzke learned, you need a species that’s closer in both size and biology to a person, and yet is still relatively easy to raise and study. That is, you need pigs. “Pigs closely represent humans,” says Neha Patel, who directs the UW neurofibromatosis clinic. “People with NF-1 have varied cognitive deficits, from severe learning issues to subtle problems. If you imagine studying those in a rat, you’d only get a crude picture of how that translates to humans. But pigs are intellectual animals.”

That’s why, in a quiet corner of the Wisconsin State Capitol, Konsitzke was so excited to meet Shanmuganayagam. Here was someone with experience in raising, engineering, and studying pigs. Here was just the guy he needed to give NF-1 research a boost.

Dhanu Shanmuganayagam (Bryce Richter / University of Wisconsin-Madison)

For his part, Shanmuganayagam was keen to take on a new challenge. “I know a lot of diseases,” he says, “but when Chuck told me [about NF-1], I thought, ‘I don’t know what this is.’ And I can’t believe I didn’t know because it’s not that rare.” Indeed, NF-1 affects at least one in every 2,500 babies, making it more common than other better-known genetic disorders like cystic fibrosis. And that figure is probably an underestimate, because many cases don’t present with obvious symptoms. “It’s under-recognized, and kids are not getting the best care,” says Patel. She’ll often see parents whose children clearly meet all the clinical criteria for the disease, and yet hadn’t been diagnosed for over a decade.

The disease has a low profile partly because its symptoms can be so disfiguring. Patients with NF-1 often “become closeted and sheltered,” says Konsitzke. “People don’t look at them or listen to them, so there’s no strong speaking voice for the disease.” The man whom Pope Francis embraced in 2013, whose face was covered in growths, had NF-1. Joseph Merrick, the so-called Elephant Man of 19th-century England, was once suspected of having had NF-1. “Our neuro-oncologist told us to take pictures of Mason now, and be prepared for his face to change,” says Konsitzke.

For different reasons, NF-1 has a low profile in the scientific community, too. It’s caused by mutations in a gene called neurofibromin 1 (confusingly also shortened to NF1), which is daunting to study because of its large size and unusual variability. “People fear it in the research realm,” says Konsitzke. There are more than 4,000 variants of the gene, each of which changes the symptoms of NF-1 in subtle ways.

Again, the pigs can help. Konsitzke and Shanmuganayagam aren’t just planning to develop pigs that can model the symptoms of NF-1. They want to use the revolutionary gene-editing technique known as CRISPR to create pigs that have the specific mutations of a particular individual. Each child with NF-1 would get their own personalized piglet, whose version of the NF1 gene matched their own. The piggy proxy could be monitored to see how the kid’s condition might progress, especially since they mature faster than humans do.

The pigs could also be used to test possible treatments. At the moment, people with NF-1 “are their own guinea pigs,” says Konsitze. “It takes years of tests and side effects to find something that works. My son is on a cocktail of four different meds.” Having an animal that mirrors the particulars of a person’s condition might make it quicker to narrow down the best treatments. And Konsitze argues that this should save enough money to compensate for the costs of creating a customized pig.

A pig undergoing surgery (Bryce Richter / University of Wisconsin-Madison)

Shanmuganayagam and his colleagues started actively trying to make the gene-edited pigs in 2014, with a shoestring budget of $50,000 from the Neurofibromatosis Network, which they bolstered through their own fund-raising efforts. (Two companies also developed pig models of NF-1 around the same time: Recombinetics, based in St. Paul, Minnesota; and Exemplar Genetics, in Sioux Center, Iowa.)

Jennifer Meudt, one of Shanmuganayagam’s colleagues, led the work. “Dhanu said: ‘We’re going to gene edit pigs,’” she says. “And I said: Okay, ha ha, how are we going to do this? My background is in botany.”

The easy way to do it would be to buy pig eggs from slaughterhouses, fertilize them in the lab, do any necessary gene editing, and inject them back into sows. But UW’s pig-rearing facility is kept free of disease-causing microbes, so the team can’t just implant their pigs with commercially sourced embryos. Instead, they have to artificially inseminate their own sows, collect the embryos, inject them with CRISPR ingredients, and put them back into other pigs.

The embryos themselves are hard to work with, because they’re not translucent like those of many other animals. “They look like little black balls, which makes it more difficult to inject when you don’t know where you’re poking,” says Meudt. There are logistical complications too. Meudt has to do the CRISPR injections in a building that’s 30 minutes from the pig facility, so the animals have to get shuttled back and forth. From start to finish, the process to make a single embryo starts at 4 in the morning, and ends at around 10 at night. “Those are well-traveled embryos,” Meudt says.

The team delivered their first edited animal in November 2016, which carried a set of NF-1 mutations that had been reported in an earlier published study. They have since engineered three more animals, each with a different cluster of mutations. All of these are essentially personalized—they represent someone’s case of NF-1, but those patients are anonymized.

The next step will be to create pigs that are openly personalized to specific people—and the team is in the midst of getting approval for that. “We slowed ourselves down for some ethical reasons,” says Shanmuganayagam. For example, if a personalized pig starts to show symptoms, and their child counterpart has not, how should the team communicate that information to a family? What happens if the pig dies early? Should a family even get to know which pig is “theirs”? “We’re trying to resolve that,” says Shanmuganayagam. “We might blind ourselves to whose pig is whose with the option of revealing at a later date. I’ve also had my group read Flowers for Algernon.








Невские весы: автомобильные весы серии ВСА-Р теперь официально в реестре российской промышленности!

Ольга Романив: как вести себя с мужчиной, который нравится

Группа компаний «ДИАКОН» провела успешную ежегодную конференцию для партнеров в Москве

Окунитесь в эпоху рыцарей и замков


Trump's cuts force Texas food banks to ration supplies for flood survivors

ICE is 'supercharging detention' with 'flagrantly unlawful' policy: lawyers

First confirmed death during Trump ICE raid is a farmworkers at a California cannabis facility

Son Of British Boxing Legend Retires From The Sport Aged Just 24: “Won’t Be Fighting Again”


НПС построил мост через Москву-реку около Лыткарино

Число отравившихся питьевой водой жителей Дагестана резко выросло до 450 человек, 422 из них - дети

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!


Those shadow giants in the distance in Elden Ring Nightreign are over 2 miles tall⁠—almost as big as the Erdtree⁠—and nobody even mentions them in the game

Destiny 2 Phoneutria Fera god roll guide: Best perks, barrels, and magazines

MMORPG Lord Nine: Infinite Class выпустят в Юго-Восточной Азии 31 июля

As the Nintendo eShop fails to protect from 'eslop', indie devs reflect on how it affects their work and why Steam is just better: 'Their algorithm will more or less naturally bury AI slop'



Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

ГК «Паритет» и ГК «Экоплант» вместе создадут зеленое будущее

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Кажетта Ахметжанова: что не стоит дарить согласно приметам и суевериям


Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

Москва намерена резко поднять налоги в отчаянных попытках спасти экономику – россиянам придется несладко


Сотрудничество МЧС России и КНДР успешно развивается

Депутаты КПРФ приняли участие в правительственном часе в Госдуме, посвященном демографическим вопросам

Фестиваль помощи птицам пройдет в Сокольниках

Закриев занял место Кадырова в роли президента "Ахмата"


Синнер впервые стал победителем Уимблдона

Минниханов о победе Кудерметовой на Уимблдоне: мы гордимся!

«Гордимся!»: Рустам Минниханов отметил успех Вероники Кудерметовой на Уимблдоне

Российская теннисистка Вероника Кудерметова выиграла Уимблдон в парном разряде, а итальянец Янник Синнер – в одиночном


Греф и Собянин дали старт прокладке тоннеля новой линии метро в СберСити

Тело мужчины с ранением шеи нашли на Волгоградском проспекте

Посол РФ вручил французскому певцу Лаланну портрет Путина с его подписью

Стойкость, сила воли и мечты: история девушки из Запорожской области, которая пережила теракт


Музыкальные новости

Конкурс юных певцов Елены Образцовой объявил победителей

ТВ "Союз". Концерт духовной музыки при участии хоров из России состоялся в приходе иконы Божьей Матери «Всех скорбящих Радость»

Светлана Сурганова о выступлении на фестивале «Улетай» в Удмуртии: «Приятно смотреть в любящие глаза публики»

Улетевшая на Мальдивы Волочкова предстала топлес вместе с молодым приятелем


Ура, каникулы: как легко улететь в отпуск из Махачкалы

Кажетта Ахметжанова: что не стоит дарить согласно приметам и суевериям

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

ГК «Паритет» и ГК «Экоплант» вместе создадут зеленое будущее


«Спартак» продлил контракт с люксембургским футболистом Мартинсом

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

Эту одежду многие уже давно выкинули, а зря: топ-7 стильных в 2025 году вещей, которые и через 100 лет будут в моде

Бизнесу усиливают защиту: двойной канал связи для безопасности


Невские весы: автомобильные весы серии ВСА-Р теперь официально в реестре российской промышленности!

"Автостат" определил наиболее востребованный в России автомобиль с автоматической коробкой передач.

В Москве мальчик зарабатывает 25 тысяч рублей в день, моя фары авто на Патриках

В Москве определят лучшего водителя автобуса


Матвиенко: Путин пригласил короля Бахрейна на российско-арабский саммит

Путин прибудет на Магнитогорский металлургический комбинат

Путинскую трассу Екатеринбург — Казань открыли. Время пути до столицы Татарстана сократилось до 7 часов

Путин запустил движение по трассе, соединяющей Екатеринбург с Москвой




В научном журнале опубликованы рекомендации конференции по антибиотикорезистентности

Бесплатно vs платно: есть ли разница в качестве медицины?

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Рудковская показала «переосмысленного» Плющенко после хирургического вмешательства.


Эвакуация Зеленского: Меркурис сообщает о планах вывоза власти из Киева

В российском парламенте назвали фашистскими угрозы Киева ударить по Москве и Петербургу


Занятия по роллер-спорту и танцам проводятся в парках в рамках "Лета в Москве"

Самый зрелищный спортивный фестиваль The BOWL пройдет в парке Юрия Лужкова

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Помощник инструктора Кубанского казачьего центра «Баско» Тархов Иван Сергеевич (9 лет) стал Чемпионом Кубани!



Сергей Собянин сообщил о создании в Москве нового делового центра

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин дал старт проходке тоннеля Рублево-Архангельской линии метро у «СберСити»

Связывая деловые кварталы. Мэр Собянин дал старт проходке новой линии метро


ГК «Паритет» и ГК «Экоплант» вместе создадут зеленое будущее

Сергей Собянин сообщил о создании в Москве нового делового центра

ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»

Ученый Золина: облака мамматусы появились в Москве из-за жары и гроз


20 экологических проектов вышли в финал ...

Цель - Джулани. Израиль обнуляет сирийский вопрос. У России - новые проблемы

Стойкость, сила воли и мечты: история девушки из Запорожской области, которая пережила теракт

Депутат Немкин: Штрафы до 5000 руб. за опасный поиск в интернете


Собянин дал старт проходке тоннеля Рублево-Архангельской линии метро у «СберСити»

Греф и Собянин дали старт прокладке тоннеля новой линии метро в СберСити

Сергей Собянин. Главное за день

Алтайский край оказался в числе регионов-аутсайдеров по доступности вторичного жилья


Под Симферополем горят десятки гектаров леса

Десятки улиц Симферополя остались без света 14 июля

В Форосе торжественно отметили День посёлка

Крыму и еще 24 регионам России спишут долги на миллиарды рублей


Партия «Единая Россия» выдвинула 196 кандидатов на выборы депутатов в Подмосковье

Минобрнауки: в России стоимость платного обучения в вузах выросла на 11%

Фестиваль помощи птицам пройдет в Сокольниках

Депутаты КПРФ приняли участие в правительственном часе в Госдуме, посвященном демографическим вопросам














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *