Paper de la placofilina-2 en la miocardiopatia aritmogènica de ventricle dret: bases genètiques i mecanismes moleculars

La mort sobtada cardíaca (MSC) es defineix com una mort natural, repentina i d’origen cardíac que succeeix durant la primera hora des de l’inici dels símptomes fins el seu desenllaç final. La MSC és la manifestació més temuda dins de les malalties cardíaques ja que freqüentment és el primer símptoma de la patologia. La MSC presenta una incidència d’entre 50-100 en 100.000 individus en la població general, i és conseqüència de diferents tipus de cardiopaties. Dins del gran ventall de cardiopaties trobem la Miocardiopatia Aritmogènica de Ventricle Dret (MAVD). La MAVD es una cardiopatia que es caracteritza per la substitució de part del múscul cardíac del ventricle dret, esquerra o d’ambdós per de teixit fibrós i/o greixós que indueix una alteració de la transmissió elèctrica a traves de les fibres del cor. Això provoca arítmies i un registre característic en l’ electrocardiograma. Aquesta miocardiopatia afecta especialment als joves esportistes, i s’estima que és responsable d’un 5% del total de les MSC. La causa és genètica, i sol ser deguda principalment a alteracions del gen PKP2 el qual codifica per una proteïna del desmosoma del miòcit, la placofilina-2. Al ser una patologia genètica, cal fer estudis clínics i genètics als familiars ja que també poden estar a risc de patir una MSC. Tot i els gran avenços que s’han produït en els darrers anys, el diagnòstic clínic és encara complex i els mecanismes que la desencadenen són encara molt desconeguts. Aquesta tesi es planteja com a objectiu aprofundir en el coneixement de les bases genètiques i dels mecanismes moleculars implicats de la MAVD. Els resultats aporten nous coneixements en tres àmbits: la predisposició genètica, les alteracions que es produeixen en el teixit afectat i els mecanismes moleculars que n’estan implicats. Concretament, es determina que les variants genètiques més comunes són les que afecten al gen de la placofilina-2 i, a més, que les variants d’aturada que indueixen el truncament d’aquesta proteïna estan associades a una edat de diagnòstic major. D’altra banda, també s’han identificat la deficiència d’una altra proteïna del desmosoma cardíac (placoglobina) en el teixit afectat, suggerint-ho com a eina diagnòstica. Tots els resultats obtinguts permeten millorar el coneixement de la MAVD, així com ajudar a la millora dels actuals protocols de diagnòstic i tractament de les famílies afectades per la patologia.Sudden cardiac death (SCD) is a sudden, unexpected death caused by loss of heart function which occurs within 1 hour of the onset or abrupt change of symptoms. The incidence of SCD ranges between 50-100 in 100.000 individuals in general population. It can be caused by diferent cardiomyopathies, including Arrhtyhmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy (ARVC). ARVC is a cardiomyopathy characterized by a progressive substitution of cardíac muscle to fat and/or fibrotic tissue This fibrofatty replacement may affect the conduction system causing ventricular arrhythmias, with partiular features in the electrocardiogram. This pathology affects mainly young athletes and its responsable for 5% of total MSC. ARVC has a genetic origin, mainly caused by alterations in PKP2 gene encoding a cardíac desmosomal protein, plakophilin-2. Since it is a genetic disease, clinical studies and genetic screening in family members are needed to prevent MCD. Even though clinical diagnosis has been improved in the past years, it is still not completely accurate and other questions as the molecular mechanismes underlying ARVC are still unkown. This thesis aims to study genetic predisposition, molecular mechanisms and tissue effects observed in the myocardium involved in ARVC. Our results showed new data in these three aspects. In particular, we showed that ARVC has a genetic origin in more than 50% of cases as a consequence of genetic variants in desmosomal genes, especially caused by stop variants in PKP2 (PKP2TR). PKP2TR are associated with a later age of onset of ARVC. On the other hand, this work also shows that tissue alteration in the myocardium such as a decreased in a desmosomal protein, plakoglobin (PG), signal at intercalated disks, supporting the idea it could be used as a diagnostic tool in biopses. All results together help to improve actual knowledge of ARVC, as well as, clinical protocols in affected families

Paper de la placofilina-2 en la miocardiopatia aritmogènica de ventricle dret: bases genètiques i mecanismes moleculars

La mort sobtada cardíaca (MSC) es defineix com una mort natural, repentina i d’origen cardíac que succeeix durant la primera hora des de l’inici dels símptomes fins el seu desenllaç final. La MSC és la manifestació més temuda dins de les malalties cardíaques ja que freqüentment és el primer símptoma de la patologia. La MSC presenta una incidència d’entre 50-100 en 100.000 individus en la població general, i és conseqüència de diferents tipus de cardiopaties. Dins del gran ventall de cardiopaties trobem la Miocardiopatia Aritmogènica de Ventricle Dret (MAVD). La MAVD es una cardiopatia que es caracteritza per la substitució de part del múscul cardíac del ventricle dret, esquerra o d’ambdós per de teixit fibrós i/o greixós que indueix una alteració de la transmissió elèctrica a traves de les fibres del cor. Això provoca arítmies i un registre característic en l’ electrocardiograma. Aquesta miocardiopatia afecta especialment als joves esportistes, i s’estima que és responsable d’un 5% del total de les MSC. La causa és genètica, i sol ser deguda principalment a alteracions del gen PKP2 el qual codifica per una proteïna del desmosoma del miòcit, la placofilina-2. Al ser una patologia genètica, cal fer estudis clínics i genètics als familiars ja que també poden estar a risc de patir una MSC. Tot i els gran avenços que s’han produït en els darrers anys, el diagnòstic clínic és encara complex i els mecanismes que la desencadenen són encara molt desconeguts. Aquesta tesi es planteja com a objectiu aprofundir en el coneixement de les bases genètiques i dels mecanismes moleculars implicats de la MAVD. Els resultats aporten nous coneixements en tres àmbits: la predisposició genètica, les alteracions que es produeixen en el teixit afectat i els mecanismes moleculars que n’estan implicats. Concretament, es determina que les variants genètiques més comunes són les que afecten al gen de la placofilina-2 i, a més, que les variants d’aturada que indueixen el truncament d’aquesta proteïna estan associades a una edat de diagnòstic major. D’altra banda, també s’han identificat la deficiència d’una altra proteïna del desmosoma cardíac (placoglobina) en el teixit afectat, suggerint-ho com a eina diagnòstica. Tots els resultats obtinguts permeten millorar el coneixement de la MAVD, així com ajudar a la millora dels actuals protocols de diagnòstic i tractament de les famílies afectades per la patologia.Sudden cardiac death (SCD) is a sudden, unexpected death caused by loss of heart function which occurs within 1 hour of the onset or abrupt change of symptoms. The incidence of SCD ranges between 50-100 in 100.000 individuals in general population. It can be caused by diferent cardiomyopathies, including Arrhtyhmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy (ARVC). ARVC is a cardiomyopathy characterized by a progressive substitution of cardíac muscle to fat and/or fibrotic tissue This fibrofatty replacement may affect the conduction system causing ventricular arrhythmias, with partiular features in the electrocardiogram. This pathology affects mainly young athletes and its responsable for 5% of total MSC. ARVC has a genetic origin, mainly caused by alterations in PKP2 gene encoding a cardíac desmosomal protein, plakophilin-2. Since it is a genetic disease, clinical studies and genetic screening in family members are needed to prevent MCD. Even though clinical diagnosis has been improved in the past years, it is still not completely accurate and other questions as the molecular mechanismes underlying ARVC are still unkown. This thesis aims to study genetic predisposition, molecular mechanisms and tissue effects observed in the myocardium involved in ARVC. Our results showed new data in these three aspects. In particular, we showed that ARVC has a genetic origin in more than 50% of cases as a consequence of genetic variants in desmosomal genes, especially caused by stop variants in PKP2 (PKP2TR). PKP2TR are associated with a later age of onset of ARVC. On the other hand, this work also shows that tissue alteration in the myocardium such as a decreased in a desmosomal protein, plakoglobin (PG), signal at intercalated disks, supporting the idea it could be used as a diagnostic tool in biopses. All results together help to improve actual knowledge of ARVC, as well as, clinical protocols in affected families

Stop-Gain Mutations in PKP2 Are Associated with a Later Age of Onset of Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy

Background Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy (ARVC) is a cardiac disease characterized by the presence of fibrofatty replacement of the right ventricular myocardium, which may cause ventricular arrhythmias and sudden cardiac death. Pathogenic mutations in several genes encoding mainly desmosomal proteins have been reported. Our aim is to perform genotype-phenotype correlations to establish the diagnostic value of genetics and to assess the role of mutation type in age-related penetrance in ARVC. Methods and Results Thirty unrelated Spanish patients underwent a complete clinical evaluation. They all were screened for PKP2, DSG2, DSC2, DSP, JUP and TMEM43 genes. A total of 70 relatives of four families were also studied. The 30 patients fulfilled definite disease diagnostic criteria. Genetic analysis revealed a pathogenic mutation in 19 patients (13 in PKP2, 3 in DSG2, 2 in DSP, and 1 in DSC2). Nine of these mutations created a truncated protein due to the generation of a stop codon. Familial assessment revealed 28 genetic carriers among family members. Stop-gain mutations were associated to a later age of onset of ARVC, without differences in the severity of the pathology. Conclusions Familial genetic analysis helps to identify the cause responsible for the pathology. In discrepancy with previous studies, the presence of a truncating protein does not confer a worse severity. This information could suggest that truncating proteins may be compensated by the normal allele and that missense mutations may act as poison peptide