Resumen de Impacto de SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) sobre la homeostasis del calcio intracelular y la actividad eléctrica en miocitos auriculares humanos
ANTECENDENTES: La fibrilación auricular (FA) es la arritmia más común, afectando a un 1-2% de la población general. Aunque la FA se ha asociado con numerosas alteraciones electrofisiológicas, moleculares y estructurales, su tratamiento no es eficaz en todos los pacientes. Desde hace una década, diversos estudios de “genome wide association” han identificado varios single nucleotide polymorphisms (SNP)s asociados a un mayor riesgo de presentar FA, pero los mecanismos que están detrás de cada uno de ellos todavía son desconocidos. Por otro lado, varios estudios han demostrado que factores como tener enfermedad en la válvula mitral, la edad o la función del ventrículo izquierdo pueden afectar a la homeostasis intracelular del calcio y a la actividad eléctrica en miocitos auriculares humanos. Sin embargo, aunque hay estudios que demuestran que la epidemiología de la FA es diferente entre hombres y mujeres, sólo se ha analizado el efecto del sexo sobre la homeostasis intracelular del calcio en modelos animales.
HIPÓTESIS: La asociación específica de los diferentes SNPs con mecanismos moleculares y consecuencias electrofisiológicas concretas podría ser utilizada como biomarcador para la prevención del desarrollo de FA, así como para el tratamiento personalizado de pacientes teniendo en cuenta el efecto del sexo.
OBJETIVOS: •Profundizar en los mecanismos moleculares que alteran la homeostasis del Ca2+ en los portadores de múltiples variantes de riesgo de la región 4q25.
•Investigar el efecto que tienen las variantes de riesgo 1q21 sobre la corriente SK3 y la actividad eléctrica, así como la influencia de la homeostasis del calcio sobre la corriente SK3 en miocitos auriculares humanos.
•Analizar las posibles interacciones que se pueden dar entre las diferentes variantes de riesgo 4q25 y 1q21, y cómo afectarían estas a la función de los miocitos auriculares humanos.
•Determinar la influencia del sexo en la homeostasis intracelular del calcio en pacientes con FA.
MÉTODOS: Los experimentos se llevaron a cabo en miocitos auriculares humanos aislados. Se utilizó la técnica de patch-clamp (voltaje-clamp o current-clamp en función del protocolo) para medir la corriente de calcio y sus características electrofisiológicas, así como las corrientes transitorias de entrada (ITI) o las despolarizaciones espontáneas de membrana. Para visualizar el calcio intracelular se utilizó microscopia confocal. La expresión de proteínas se determinó mediante la técnica de western blot y su distribución se analizó con marcaje inmunofluorescente RESULTADOS: El análisis del efecto de múltiples variantes de riesgo de 4q25 sobre la ICa y la actividad eléctrica en miocitos auriculares humanos, mostró que los pacientes portadores de la variante de riesgo en rs1448818 (la más próxima a PITX2) presentaban una reducción significativa de la ICa, mientras que los pacientes portadores de las variantes de riesgo en 2200733, rs13143308 y rs10033464 (aproximadamente a 150 kb de PITX2) presentaban un incremento significativo en la frecuencia de ITI. Teniendo en cuenta estos hallazgos en conjunto, el efecto parece estar asociado a la localización en la que se encuentran las variantes de riesgo, sugiriéndose un efecto inhibidor en el extremo de la región 4q25 en la que se encuentra la variante de riesgo rs1448818, y un efecto estimulador en la región central donde se encuentran las variantes de riesgo rs2200733, rs13143308 y rs10033464. Por otro lado, al análisis del efecto de la alteración en la homeostasis del Ca2+ y de las variantes de riesgo 1q21 sobre la corriente SK3 y la actividad eléctrica en miocitos auriculares humanos mostró que los pacientes con FA, los portadores de la variante de riesgo en rs1448818 de 4q25 y los portadores de la variante rs13376333 de 1q21 presentaban una reducción en la corriente SK sensible a apamina. Además, el bloqueo de los canales SK3 con apamina demostró que una disminución de la función de estos se traducía en un incremento de las despolarizaciones espontáneas de la membrana. Finalmente, aunque la FA se ha asociado con una disminución de la ICa y un aumento de la frecuencia de ITI, el análisis del efecto del sexo sobre la homeostasis intracelular del Ca2+ en miocitos auriculares humanos demostró que la ICa sólo se vio reducida en hombres con FA; mientras que permitió observar una mayor incidencia de ITI y despolarizaciones espontáneas de la membrana únicamente en mujeres, exacerbándose en aquellas con FA.
CONCLUSIONES: 1.Las variantes de riesgo de la región 4q25 asociadas a FA tienen un efecto diferencial sobre la regulación del calcio intracelular en función de su localización.
•Los pacientes portadores de la variante de riesgo en rs1448818, que se encuentra en el extremo más próximo a PITX2, presentan una reducción de la ICa que favorecería un acortamiento del periodo refractario y la reentrada eléctrica.
•Por otro lado, los pacientes portadores de las variantes de riesgo en rs2200733, rs13143308 o rs10033464, situadas a unas 150 kb de PITX2, presentan un incremento en la frecuencia de ITI que favorecería despolarizaciones espontáneas de la membrana y actividad ectópica.
Esto sugiere que la elección del tratamiento para prevenir o tratar la FA debería tener en cuenta las variantes de riesgo que presenta el paciente, ya que sería beneficioso restaurar la ICa en portadores de rs1448818 y reducir la liberación espontánea de calcio en portadores de rs13143308.
2.Las alteraciones en la homeostasis del Ca2+ modifican la corriente SK sensible a apamina.
•Así, la reducción de la ICa observada en pacientes con FA o en portadores de la variante de riesgo en rs1448818 reduce la corriente SK sensible a apamina.
•Por otro lado, la variante de riesgo rs13376333 ubicada en el intrón 1 del gen KCNN3, también reduce la corriente sensible a apamina.
•Los efectos de las variantes de riesgo rs1448818 y rs13376333 no son complementarios.
Estas reducciones de la corriente SK3 retrasarían la repolarización de despolarizaciones espontáneas de membrana facilitando la inducción de potenciales de acción espontáneos y arritmias inducidas por actividad ectópica. Por tanto, la restauración de la función de los canales SK3 podría ser una terapia farmacológica específica para la prevención o el tratamiento de la variante rs13376333.
3.El sexo es un factor a tener en cuenta ya que tiene un efecto diferencial sobre la ICa y la frecuencia de ITI en miocitos auriculares de pacientes con FA.
•La ICa sólo se ve reducida en hombres con FA •La incidencia de ITI y despolarizaciones espontáneas de la membrana es mayor únicamente en mujeres.
Estos resultados sugieren que las terapias dirigidas a reestablecer la ICa serían más efectivas en hombres con FA, mientras que las terapias dirigidas a reestablecer la actividad del RyR2 serían más efectivas en mujeres con FA.
