Une délétion d'une seule lysine Myh11 provoque une dissection aortique en réduisant l'intégrité structurelle et la contractilité de l'aorte

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 8844 (2022) Citer cet article

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Les variantes pathogènes de la chaîne lourde de la myosine (Myh11) provoquent des anévrismes et des dissections familiales de l'aorte thoracique (FTAAD). Cependant, les mécanismes pathologiques sous-jacents restent flous en raison du manque de modèles animaux. Dans cette étude, nous avons établi un modèle murin avec Myh11 K1256del, le variant pathogène que nous avons trouvé précédemment dans deux familles FTAAD. L'aorte Myh11∆K/∆K présentait une épaisseur de paroi accrue et des anomalies ultrastructurales, notamment une adhésion cellulaire affaiblie. Notamment, les souris Myh11∆K/+ ont développé des dissections aortiques et des hématomes intra-muros lorsqu'elles étaient stimulées par l'angiotensine II. Mécaniquement, la sous-unité de l'intégrine alpha2 (Itga2) a été régulée négativement dans les aortes Myh11∆K/∆K et les cellules de la lignée des cellules musculaires lisses qui se sont différenciées de Myh11∆K/∆K ont induit des cellules souches pluripotentes. La contractilité des aortes Myh11∆K/∆K en réponse à la phényléphrine a également été réduite. Ces résultats impliquent que l’adhésion cellulaire sous-optimale indiquée par la régulation négative d’Itga2 provoque un défaut dans la contraction de l’aorte. Par conséquent, la contraction défectueuse peut augmenter le stress hémodynamique à l’origine des dissections aortiques.

Au moins 20 % des patients atteints d'une maladie de l'aorte thoracique sans caractéristiques syndromiques ont un parent au premier degré atteint, connu sous le nom d'anévrismes et dissections familiales de l'aorte thoracique (FTAAD)1,2,3. Quatre gènes pathogènes associés à la fonction contractile des muscles lisses (ACTA2, MYH11, MYLK et PRKG1) ont été identifiés4,5,6,7. Bien que la FTAAD soit une maladie de l'aorte thoracique non syndromique, les patients présentant des variantes pathogènes de ces gènes présentent des phénotypes aortiques similaires à ceux des maladies syndromiques de l'aorte thoracique8. MYH11 code pour la chaîne lourde de myosine spécifique du muscle lisse (SM-MHC), et les variantes pathogènes de MYH11 ont été signalées dans 2 % des familles atteintes de FTAAD/persistance du canal artériel (PDA)9. Les variantes pathogènes se trouvent principalement dans la région enroulée C-terminale du SM-MHC et devraient affecter la polymérisation des filaments épais4. L'altération génétique de Myh11, même la variante rare ou la variante à nombre de copies identifiée dans de grandes populations, perturbe la fonction cytosquelettique et contractile des cellules musculaires lisses (CMS) et augmente le stress intracellulaire in vitro, conduisant à un remodelage dans les maladies de l'aorte thoracique10,11,12. . Cependant, la pathogenèse de la manière dont le variant pathogène Myh11 conduit à la dissection aortique reste floue en raison du manque de modèles animaux appropriés.

Récemment, nous avons signalé une variante de délétion (K1256del) dans MYH11, qui perturbe l'alignement des quatre lysines de K1253 à K1256 dans la région de la méromyosine légère, et elle a été complètement conservée entre les espèces dans deux pedigrees FTAAD japonais indépendants de chacun. autre13. Dans cette étude, nous avons développé un modèle murin de ce variant pathogène Myh11 K1256del en utilisant le système CRISPR-Cas9 pour évaluer la pathogenèse du FTAAD provenant du variant pathogène Myh11.

Pour étudier les effets pathologiques de la variante de délétion de Myh11 1256 K, nous avons tenté d'introduire cette variante chez des souris B6 à l'aide du système CRISPR-Cas9, mais cette manipulation génique a entraîné une létalité embryonnaire. La cause de la létalité embryonnaire n’a pas été étudiée davantage. Pour réduire les effets hors cible du système CRISPR-Cas9, nous avons utilisé l'ARNm de Cas9 (D10A) pour générer quatre souris fondatrices (Fig. 1B) : trois hétérozygotes (un mâle et deux femelles) et un homozygote mâle (Fig. 1C, D). Les couples reproducteurs hétérozygotes ont été utilisés pour générer des homozygotes, mais ils n’ont pas réussi à élever leurs petits. La cause de la négligence n'a pas été étudiée et reste inconnue. L'homozygote fondateur est décédé subitement à l'âge de quatre semaines (de cause incertaine mais pas de maladie aortique). Nous avons ensuite collecté le sperme de l'homozygote mort, qui a été utilisé pour la fécondation in vitro-transfert d'embryons avec des femelles B6. En conséquence, nous avons généré cinq hétérozygotes de la génération suivante et les avons rétrocroisés plus de trois fois. Par la suite, des souris de type sauvage (WT), hétérozygotes (Myh11∆K/+) et homozygotes (Myh11∆K/∆K) obtenues par croisement de lignées ont été utilisées pour l'analyse. Les génotypes de toutes les souris ont été déterminés par une analyse de séquence d'ADN du site génétiquement modifié (Fig. 1E).