Mecanismos moleculares y celulares implicados en el síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford y potenciales terapias

• Autores: Rosa María Nevado García
• Directores de la Tesis: Vicente Andrés García (dir. tes.), Magda R. Hamczyk (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 211
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    El síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford (HGPS) es una enfermedad rara causada por una mutación en el gen LMNA que genera una proteína anómala conocida como progerina. El envejecimiento prematuro y la enfermedad cardiovascular asociada son las principales características de esta patología. La esperanza de vida de pacientes con HGPS es muy reducida, en torno a los 14,6 años, y la mayoría fallecen debido a infarto de miocardio o accidente cerebrovascular provocados por aterosclerosis acelerada. Teniendo en cuenta el número limitado de pacientes y la escasa disponibilidad de muestras para su estudio, es indispensable diseñar modelos animales que recapitulen la patología en humanos. En esta Tesis Doctoral hemos generado un nuevo modelo proaterogénico de ratón HGPS, Ldlr−/− LmnaG609G/G609G, que mimetiza los principales síntomas clínicos de HGPS, incluyendo aterosclerosis acelerada y envejecimiento prematuro. Este nuevo modelo de ratón HGPS supone una herramienta potencialmente útil para estudios en progeria. Además, en esta Tesis Doctoral nos propusimos identificar nuevos mecanismos implicados en la enfermedad cardiovascular en HGPS y abordar diferentes terapias que mejoren la supervivencia y calidad de vida. Por un lado, el análisis de los cambios de expresión de microARNs y su posterior integración con ARN mensajeros alterados en tejido cardiaco en el ratón Apoe−/− LmnaG609G/G609G, nos llevó a realizar un tratamiento in vivo con el antagomiR-340-5p (inhibidor del miR-340-5p). El tratamiento mostró un aumento moderado en la supervivencia, sin reversión del fenotipo cardiaco. Por otro lado, durante el estudio de los mecanismos moleculares y celulares implicados en el desarrollo acelerado de aterosclerosis en HGPS, se observaron evidencias de transición endotelio-mesénquima (endMT) mediada por la ruta de señalización de TGFβ en los modelos de ratón con expresión de progerina sistémica (Apoe−/− LmnaG609G/G609G y Ldlr−/− LmnaG609G/G609G) y restringida a células vasculares de músculo liso (CVMLs) (Apoe−/−LmnaLCS/LCS SM22αCre). Estas alteraciones no se observaron en el modelo con la expresión de progerina en células endoteliales (Apoe−/− LmnaLCS/LCS Cdh5CreERT2), demostrando que tanto la aterosclerosis acelerada como la endMT están provocadas por la muerte de las CVMLs inducida por la expresión de progerina. La intervención farmacológica con un inhibidor de la señalización mediada por TGFβ en ratones Apoe−/− LmnaLCS/LCS SM22αCre, provocó reducción en el reclutamiento leucocitario, mejora del fenotipo vascular en aorta torácica y represión parcial de la endMT. Estos hallazgos señalan la ruta de TGFβ y la endMT como mecanismos moleculares involucrados en la aterosclerosis acelerada en HGPS e identifican una nueva diana terapéutica. Además, la similitud de HGPS con el envejecimiento fisiológico abre una posibilidad de extrapolar estos resultados a la población general

  • English

    Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) is a rare disease caused by a mutation in the LMNA gene that leads to the production of an anomalous protein called progerin. Premature aging and the associated cardiovascular disease are the main features of this pathology. Life expectancy of HGPS patients is reduced to 14.6 years on average, and the main cause of death is myocardial infarction or stroke provoked by accelerated atherosclerosis. Considering the low number of patients and low sample availability, it is essential to develop animal models that recapitulate human pathology. In this Doctoral Thesis, we have generated a new atheroprone mouse model of HGPS, Ldlr−/− LmnaG609G/G609G, that mimics most of its clinical symptoms, including accelerated atherosclerosis and premature aging. This new HGPS mouse model is a potentially useful tool for progeria studies. In this Doctoral Thesis, we also investigated novel mechanisms involved in cardiovascular disease in HGPS and designed different therapies to improve survival and quality of life. First, a high-throughput analysis of differentially-expressed microRNAs and its integration with the analysis of altered messenger RNAs in cardiac tissue of Apoe−/− LmnaG609G/G609G mice, led us to perform an in vivo treatment with antagomiR-340-5p (miR-340-5p inhibitor). This treatment resulted in a modest improvement in survival, without reversion of the cardiac phenotype. Next, during an analysis of molecular and cellular mechanisms involved in accelerated atherosclerosis in HGPS, we observed signs of endothelial-to-mesenchymal transition (endMT) mediated by TGFβ signaling in mouse models with systemic progerin expression (Apoe−/− LmnaG609G/G609G and Ldlr−/− LmnaG609G/G609G) and with vascular smooth muscle cell (VSMC)-specific progerin expression (Apoe−/−LmnaLCS/LCS SM22αCre). These alterations were not observed in a model with progerin expression restricted to endothelial cells (Apoe−/− LmnaLCS/LCS Cdh5CreERT2), indicating that both accelerated atherosclerosis and endMT are caused by VSMC death induced by progerin expression. Pharmacological intervention with a TGFβ signaling inhibitor in Apoe−/− LmnaLCS/LCS SM22αCre mice reduced leukocyte recruitment, improved vascular phenotype in thoracic aorta and partially suppressed endMT. These findings identify TGFβ signaling and the endMT event as molecular mechanisms involved in accelerated atherosclerosis in HGPS and represent a new therapeutic target. In addition, the similarities between HGPS and physiological aging open the possibility to extrapolate these results to the general population