Caratterizzazione di un modello murino knock-in per il gene Dsg2 per lo studio della patogenesi molecolare della Cardiomiopatia Aritmogena

Arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) is a genetic disease of cardiac muscle with incomplete penetrance and variable expressivity, which is characterized by ventricular arrhythmias and is often responsible for sudden death. Mutations mainly affect genes coding for intercalated discs proteins, predominantly components of cardiac desmosomes. The reduced intercellular adhesion leads to cardiomyocytes death, together with inflammation and fibro-fatty replacement of the myocardium. Several pathways are involved in the molecular pathogenesis of the disease, including Wnt, Hippo and TGFβ pathways. In this thesis a new knock-in murine model bearing a heterozygous missense mutation in the Dsg2 gene has been characterized. Since the age of 6 months electron microscopy investigations show abnormal ultrastructural organization of the intercalated discs and significantly shorter desmosomes in the hearts of mutant animals compared to the controls. Furthermore, starting from the age of 6 months in knock-in mouse hearts western blot analyses reveal Wnt signaling suppression. Lastly, while the expression of some fibrosis markers genes is higher, the presence of increased cardiac fibrosis is not confermed at the age of 12 months using hydroxyproline assay and histological analyses.

La cardiomiopatia aritmogena (Arrhythmogenic cardiomyopathy, ACM) è una malattia genetica del muscolo cardiaco con penetranza incompleta ed espressività variabile, caratterizzata da aritmie ventricolari, e spesso responsabile di morte improvvisa. La maggior parte delle mutazioni risiede in geni che codificano proteine appartenenti ai dischi intercalari, in particolar modo componenti dei desmosomi cardiaci. La ridotta adesione intercellulare determina la morte dei cardiomiociti, accompagnata da infiammazione e sostituzione fibro-adiposa del miocardio. Diverse vie di segnale sono coinvolte nella patogenesi molecolare della malattia, tra cui i pathways di Wnt, di Hippo e del TGFβ. In questo lavoro di tesi è stato caratterizzato un nuovo modello murino knock-in eterozigote per una mutazione missenso nel gene Dsg2. Fin dai 6 mesi di età gli animali mutanti mostrano alla microscopia elettronica un’anomala organizzazione ultrastrutturale dei dischi intercalari e desmosomi significativamente più corti rispetto ai controlli. Inoltre, a partire dall’età di 6 mesi nei cuori di topi knock-in si riscontra, mediante western blot, la soppressione del Wnt signaling. Infine, mentre l’espressione di alcuni geni marcatori di fibrosi appare aumentata, la presenza di un eccesso di fibrosi cardiaca non è suffragata, all’età di 12 mesi, dal saggio dell’idrossiprolina e dalle analisi istologiche.