Un recente studio preclinico pubblicato su “Science traslational medicine” ha proposto un modello molecolare che spieghi l’interazione tra le più importanti e diffuse proteine mutate nella cardiomiopatia ipertrofica, mostrando come la correzione farmacologica dell’attività alterata in alcune di queste, possa restituire la normale contrattilità del cardiomiocita.
La cardiomiopatia ipertrofica
E’ una severa e potenzialmente mortale patologia congenita del miocardio, causa di molte delle morti improvvise nei giovani, sia atleti che non. Ha un incidenza di circa 1/500 e si trasmette principalmente per via autosomica dominante, ma ne sono stati descritti casi a trasmissione recessiva. Clinicamente si può manifestare in molto modi diversi, andando da forme asintomatiche e scoperte per caso, a forme sintomatiche (dispnea da sforzo, tachicardia, dolore toracico) fino a forme nelle quali la sincope e successivamente il decesso sono le sole manifestazioni della patologia sottostante.
La HCM riconosce almeno 8 geni mutati, tutti facenti parte del sistema del sarcomero, l’unità funzionale del muscolo, in particolare due sono i più implicati:
- MyBPC3: codifica per una proteina fondamentale coinvolta nella regolazione negativa della contrazione, mettendosi a ponte tra la miosina e l’actina; è mutata per troncamento.
- MYH7, gene che codifica per la catena pesante della miosina (B-MCH); è mutata in maniera missenso.
Numerosi studi sono stati effettuati per comprenderne struttura e funzioni specifiche, arrivando ad un incredibile livello di dettaglio. Tuttavia ci sono degli aspetti ancora da chiarire, come il ruolo che ridotti livelli della proteina MyBPC3 ha nell’indurre le modificazioni citologiche, anatomiche e funzionali dell’HCM.
Lo studio
Lo studio ha preso in considerazione 3 modelli murini geneticamente modificati, con alterato profilo di espressione della proteina:
- ceppo MyBPC3 t/+, nel quale i topi producono metà delle quote di proteina in maniera normale e metà in alterata (etorozigoti)
- ceppo MyBPC3 t/t, nel quale viene prodotto il 100% della proteina in forma mutata
- ceppo MyBPC3-RNAi, nel quale i due alleli sono normali ma la quantità di proteina prodotta è ridotta a in base alla volontà degli operatori, grazie all’infezione con un inibitore dell’mRNA (virus cardiotropico adenoassociato sierotipo 9)
Sono stati studiati anche mutazioni di MYH7 che portano a cardiomiopatia dilatativa.
Nei tre modelli, confrontati con il controllo di topi sani (wild type), si sono riscontrate le seguenti alterazioni:
- Nelle osservazioni in vivo dei topi mutanti, MyBPC3 ha mostrato avere un effetto importante principalmente sull’omozigote, dove si è osservato un incremento della massa e del volume del ventricolo sinistro, senza tuttavia un incremento della contrattilità, probabilmente dovuta all’aumentato numero di cardiomiciti che si riscontra nei soggetti con questa mutazione; gli altri hanno mantenuto la contrattilità ed il grado di ipertrofia era o nullo o minimo rispetto al controllo;
- lo studio dei cardiomiociti prelevati dalle cavie ha mostrato che nel genotipo omozigote, la lunghezza dei sarcomeri è risultata variabile a riposo, ma rapportando la lunghezza durante la contrazione e quella a riposo, in percentuale, è stata ridotta di quasi il 100% rispetto al WT, indicando uno stato di contrazione complessivamente più mantenuto durante tutto il ciclo. Il genotipo eterozigote, invece, ha mantenuto una lunghezza del 50% più piccola, mentre l’ultimo ceppo comparabile al WT. La durata della diastole è risultata anch’essa alterata, con tempi significativamente più lunghi per gli omozigoti rispetto agli altri;
- usando un mutante omozigote per Myh6, che codifica per la proteina MYH7, un’isoforma della miosina che ha delle alterazioni sui domini che compongono la testa e predispone per la cardiomiopatia dilatativa, i ricercatori si sono chiesti se la perdita di MyBPC3 permettesse di ripristinare la funzione contrattile altrimenti compromessa in questi ceppi: dopo 40 giorni, si è assistito ad un incremento della contrattilità e della lunghezza dei sarcomeri nei cardiomiociti trattati con MyBPC-RNAi, dimostrando che alcune mutazioni della miosina sono correttive dei difetti di MyBPC.
- ulteriore aspetto indagato riguarda la correlazione tra l’ATPasi e cMyBPC, che sono risultati legati da un meccanismo tale per cui l’inibizione farmacologica dell’enzima attraverso MIK-461, ha permesso di ridurre lo stato di ipercontrazione dei ceppi omozigote ed eterozigote, nonché di aumentare la lunghezza dei sarcomeri, migliorando la funzione in vivo.
- in ultimo, si è visto che modulando l’ATPasi, si ha un miglioramento netto del rapporto disordered relaxation (DRX)/super relaxation (SRX), che indica quanto le teste della miosina siano prone al rilassamento dopo la contrazione. Nei genotipi mutati omozigoti ed eterozigoti, il rapporto è alterato a favore del numeratore, indicando una incompleta attività di inibizione dell’ATPasi, ma usando MIK-461 si sono ottenuti risultati promettenti anche sotto questo aspetto.
Conclusioni
In conclusione, si può affermare che la deregolazione della miosina sia un fattore importantissimo nella patogenesi della cardiomiopatia ipertrofica indotta da carenza di cMyBPC, nonché vi sia una correlazione molto forte tra inibizione dell’ATPasi e recupero funzionale del cardiomiocita, aprendo la strada a possibili terapie in vivo.
Limitazioni allo studio sono principalmente rappresentate da:
- imperfezione del modello sperimentale, che non riprodurrebbe alla perfezione il modello umano di HCM
- i cardiomiciti sono stati studiati in assenza di carico ematico, cosa che normalmente non sarebbe possibile in vivo;
ciononostante gli autori caldeggiano l’auspicabilità di effettuare studi estesi su modelli umani, alla luce delle evidenze riportate.
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