Caracterización de la mutación R735X de PKP2 en el fenotipo estructural de la Cardiomiopatía Arritmogénica

Resumen

La forma genética más prevalente de cardiomiopatía arritmogénica (CA) es causada por mutaciones en la placofilina-2 (PKP2). La mayoría de estas mutaciones conducen a la aparición de un codón de terminación prematuro, generando proteínas truncadas. Sin embargo, los mecanismos a través de los cuales estas mutaciones en PKP2 provocan el desarrollo de la CA, son poco conocidos. El objetivo de este estudio fue investigar los mecanismos moleculares subyacentes al desarrollo de un fenotipo estructural de CA asociado con la delección de la región C-terminal de PKP2 (CT) e identificar posibles dianas terapéuticas. En este trabajo se caracterizó el efecto de la proteína mutante de PKP2 con delección de la región CT, R735X. Para ello, mediante el uso de imagen por resonancia magnética cardíaca (MRI) detectamos que la función cardíaca del ventrículo derecho (VD) estaba deteriorada en ratones que expresaban el mutante R735X, presentando un fenotipo similar al fenotipo de la CA. Los corazones de estos ratones también mostraban un equilibrio F:Actina-G:Actina y un patrón de estriación sarcomérica alterados. Además, combinando diversas técnicas como microscopía confocal, microscopio de fuerza atómica (AFM) o transferencia de energía entre fluorocromos (FRET), se observó que en el modelo in vitro de HL-1, la expresión del mutante R735X alteraba la distribución de los componentes del citoesqueleto de actomiosina, su estructura y las propiedades de los filamentos, afectando a la arquitectura celular. Este trabajo revela que PKP2 es capaz de influir en la regulación del citoesqueleto de actina a través de la modulación de la función de Myh9 y Myh10. El modelo tridimensional de la estructura de PKP2, reveló que la región CT era necesaria para la estabilización de la estructura de la proteína. Por tanto, la proteína mutante R735X sufría un cambio conformacional y exponía una región interna que en la estructura de PKP2 “wild-type” quedaba oculta, alterando su función, su localización y su interacción con otras proteínas. De esta forma, la proteína mutante R735X comprometía la función de las proteínas Myh9 y Myh10, induciendo el colapso de la red de actomiosina, lo que podría ayudar a explicar los procesos moleculares que conducen al fenotipo estructural de CA en nuestro modelo. El mutante R735X actuaría por tanto como un mutante dominante negativo con ganancia de funciones perjudiciales para las células. La oclusión de esta región interna en la proteína mutante R735X, condujo a una recuperación parcial del fenotipo estructural en nuestro modelo. Estos datos indicarían un papel fundamental de la región CT en las mutaciones de PKP2 relacionadas con la disfunción cardíaca y podría servir como un nuevo objetivo para aplicar terapias que frenen el desarrollo de CA.