Uma deleção única de lisina Myh11 causa dissecção aórtica, reduzindo a integridade estrutural e a contratilidade da aorta

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 8844 (2022) Citar este artigo

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Variantes patogênicas na cadeia pesada da miosina (Myh11) causam aneurismas e dissecções da aorta torácica familiar (FTAAD). No entanto, os mecanismos patológicos subjacentes permanecem obscuros devido à falta de modelos animais. Neste estudo, estabelecemos um modelo de camundongo com Myh11 K1256del, a variante patogênica que encontramos anteriormente em duas famílias de FTAAD. A aorta Myh11∆K/∆K apresentou aumento da espessura da parede e anormalidades ultraestruturais, incluindo enfraquecimento da adesão celular. Notavelmente, os camundongos Myh11∆K/+ desenvolveram dissecções aórticas e hematomas intramurais quando estimulados com angiotensina II. Mecanisticamente, a subunidade alfa2 da integrina (Itga2) foi regulada negativamente nas aortas Myh11∆K/∆K e nas células da linhagem de células musculares lisas que se diferenciaram das células-tronco pluripotentes induzidas por Myh11∆K/∆K. A contratilidade das aortas Myh11∆K/∆K em resposta à fenilefrina também foi reduzida. Estes resultados implicam que a adesão celular subótima indicada pela regulação negativa de Itga2 causa um defeito na contração da aorta. Consequentemente, a contração defeituosa pode aumentar o estresse hemodinâmico subjacente às dissecções aórticas.

Pelo menos 20% dos pacientes com doença da aorta torácica sem características sindrômicas têm um parente de primeiro grau afetado, conhecido como aneurismas e dissecções da aorta torácica familiar (FTAAD)1,2,3. Quatro genes patogênicos associados à função contrátil do músculo liso (ACTA2, MYH11, MYLK e PRKG1) foram identificados4,5,6,7. Embora a FTAAD seja uma doença da aorta torácica não sindrômica, pacientes com variantes patogênicas nesses genes apresentam fenótipos aórticos semelhantes aos das doenças sindrômicas da aorta torácica8. MYH11 codifica a cadeia pesada de miosina específica do músculo liso (SM-MHC), e as variantes patogênicas em MYH11 foram relatadas em 2% das famílias com FTAAD/patente do canal arterial (PDA)9. Variantes patogênicas são encontradas principalmente na região C-terminal da espiral enrolada do SM-MHC e prevê-se que afetem a polimerização de filamentos grossos . A alteração genética em Myh11, mesmo a variante rara ou variante de número de cópias identificada em grandes populações, perturba a função citoesquelética e contrátil das células musculares lisas (SMCs) e aumenta o estresse intracelular in vitro, levando ao remodelamento na doença da aorta torácica10,11,12 . No entanto, a patogênese de como a variante patogênica Myh11 leva à dissecção aórtica permanece obscura devido à falta de modelos animais apropriados.

Recentemente, relatamos uma variante de deleção (K1256del) em MYH11, que interrompe o alinhamento de quatro lisinas de K1253-K1256 na região da meromiosina leve, e foi completamente conservada entre espécies em dois pedigrees japoneses da FTAAD que eram independentes um do outro. outro13. Neste estudo, desenvolvemos um modelo murino desta variante patogênica Myh11 K1256del utilizando o sistema CRISPR-Cas9 para avaliar a patogênese do FTAAD originário da variante patogênica Myh11.

Para investigar os efeitos patológicos da variante de deleção de Myh11 1256 K, tentamos introduzir esta variante em camundongos B6 usando o sistema CRISPR-Cas9, mas esta manipulação genética resultou em letalidade embrionária. A causa da letalidade embrionária não foi mais investigada. Para reduzir os efeitos fora do alvo do sistema CRISPR-Cas9, usamos mRNA Cas9 (D10A) para gerar quatro camundongos fundadores (Fig. 1B): três heterozigotos (um macho e duas fêmeas) e um macho homozigoto (Fig. 1C, D). Os pares reprodutores heterozigotos foram usados ​​para gerar homozigotos, mas não conseguiram criar seus filhotes. A causa da negligência não foi estudada e permanece desconhecida. O homozigoto fundador morreu repentinamente com quatro semanas de idade (de causa incerta, mas não de doença aórtica). Em seguida, coletamos esperma do homozigoto morto, que foi usado para fertilização in vitro-transferência de embriões com fêmeas B6. Como resultado, geramos cinco heterozigotos da próxima geração e os retrocruzamos mais de três vezes. Posteriormente, camundongos do tipo selvagem (WT), heterozigotos (Myh11∆K/+) e homozigotos (Myh11∆K/∆K) obtidos por cruzamento de linha foram utilizados para análise. Os genótipos de todos os camundongos foram determinados por uma análise da sequência de DNA do sítio geneticamente modificado (Fig. 1E).