Estudio del estado de metilación del gen de desmoplaquina y su papel en el desarrollo de la miocardiopatía arritmogénica

Abstract

[ES] La miocardiopatía arritmogénica (MCA) es una enfermedad genética rara (OMIM #107970; ORPHA247) con una prevalencia de entre 1:1000 y 1:5000. Se caracteriza por la sustitución progresiva del miocardio por tejido fibroadiposo y puede debutar directamente con muerte súbita. Se conocen 16 genes cuyas mutaciones pueden ser causantes de MCA, siendo más frecuentes las mutaciones en genes desmosómicos (desmoplaquina-DSP, placofilina-2, desmocolina-2, desmogleína-2 y placoglobina). El patrón de herencia de estos genes es con frecuencia autosómico dominante, tiene una penetrancia incompleta y una expresividad variable. La epigenética modula la producción proteica pero el estudio del tejido clave en la MCA plantea limitaciones éticas en tanto en cuanto supone tener que realizar una biopsia endomiocárdica asumiendo potenciales riesgos de complicaciones. Por ello, decidimos verificar si el frotis bucal (fácilmente accesible, barato y sin riesgos) puede actuar como como espejo de lo que sucede en el corazón. Más concretamente, desde un punto de vista bibliográfico evaluamos si el estado los promotores de los genes causantes de la enfermedad son metilables. De entre ellos seleccionamos el gen DSP para el estudio de su metilación por pirosecuenciación en la muestra disponible en humanos, pues es uno de los que tenemos familias bien caracterizadas en la consulta de Cardiopatías Familiares. Se reclutaron 13 portadores de mutación en DSP sin expresión del fenotipo de MCA, 25 pacientes MCA y 11 familiares sanos. Gracias a la actividad trasplantadora del centro en el que se realizó el trabajo, se reclutaron 7 pacientes con muestra pareada de frotis bucal y miocardio obtenidos al acudir a recibir un trasplante cardíaco por insuficiencia cardíaca terminal, independientemente del diagnóstico de base. Se analizaron 4 regiones del gen que comprendían 14 sitios metilables de una isla CpG y un shore localizada en el promotor del gen. Este estudio se realizó en queratinocitos bucales como biomarcador de fenotipo subrogado de la MCA. Dada la situación de alerta sanitaria quedó pendiente la validación de los resultados downstream mediante la cuantificación del mRNA de DSP en dichas muestras para correlacionar el nivel de metilación y de expresión del gen en cada una de las muestras recogidas.

[EN] Arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) is a rare genetic disease (OMIM # 107970; ORPHA247) with a prevalence of between 1:1000 and 1:5000. It is characterized by the progressive replacement of the myocardium by fibrofatty tissue and can debut directly with sudden death. Mutations in 16 genes were identified as the cause of ACM with mutations being more frequent in desmosomal genes (desmoplakin-DSP, placophilin-2, desmocollin-2, desmoglein-2 and plakoglobin). The inheritance pattern of these genes is often autosomal dominant, has incomplete penetrance, and variable expressivity. Epigenetics modulates protein production, but the study of the heart tissue in ACM poses ethical limitations as it involves having to perform an endomyocardial biopsy, assuming potential risks of complications. Therefore, we decided to verify if oral keratinocytes (easily accessible, cheap and without risks) can act as a substitute of what happens in the heart. From a bibliographic point of view, we evaluated whether the state of the promoters of the genes causing the disease are methylable. From among them, we selected the DSP gene for the study of its methylation by pyrosequencing in the sample available in humans, since we have well-characterized families in the Family Heart Disease consultation. 13 DSP mutation carriers without expression of the ACM phenotype, 25 ACM patients and 11 healthy family members were recruited. Thanks to the transplantation activity of the center where the work was carried out, we recruited 7 patients with a paired sample of oral keratinocytes and myocardial tissue, regardless of the underlying diagnosis. 4 regions of the gene were analyzed that comprised 14 methylatable sites of a CpG island and shore located in the gene promoter. This study was carried out in oral keratinocytes as a surrogate phenotype biomarker of ACM. Given the health alert situation, the validation of the downstream results by quantifying the DSP mRNA in said samples are pending to correlate the level of methylation and gene expression in each of the samples collected.