Tesi doctoral de Adrián Pérez Agustín: " Estudio de la regulación génica en el locus SCN5A-SCN10A y su implicación en la etiología del Síndrome de Brugada". Direcció: Dr. Ramon BrugadaTerradellas. Departament de Ciències Mèdiques.
El Síndrome de Brugada (SBr) es una enfermedad eléctrica cardíaca asociada a una elevada susceptibilidad a arritmias ventriculares y muerte súbita cardíaca. Variantes genéticas en las regiones codificantes del gen SCN5A , que codifica para el canal de sodio cardíaco, explican 30% de los casos de SBr. De forma similar, variantes genéticas en regiones codificantes de otros genes como los que codifican para las subunidades β reguladoras del canal de sodio cardíaco, los canales de calcio u otras proteínas accesorias, explican 5% de los casos de SBr. En total, las variantes codificantes afectando a los genes de canales iónicos, así como a las subunidades reguladoras, explican un 30-35% de los casos de SBr.Por tanto, en una proporción elevada de los pacientes diagnosticados con SBr, la etiología de la enfermedad sigue siendo desconocida.
Los estudios realizados durante la última década han demostrado que el locus SCN5A-SCN10A juega un papel fundamental en el control de la actividad transcripcional del gen SCN5A , además de estar asociado con alteraciones en los parámetros electrocardiográficos, lo que sugiere un papel relevante en la conducción y la función cardíaca. Todos los componentes reguladores que interactúan en el locus son necesarios para la adecuada expresión de SCN5A y la conducción cardíaca. Estas evidencias apuntan a que una alteración de la actividad de los factores de transcripción (FT) que regulan la transcripción de SCN5A, o bien la presencia de variantes en estas regiones podría inducir alteraciones en la conducción cardíaca. En este sentido, estudios anteriores del grupo: (1) revelaron la asociación de un haplotipo formado por siete SNVs en el locus SCN5A-SCN10A con SBr mediante la secuenciación de las regiones reguladoras de una cohorte de 86 individuos con SBr; y (2) identificaron al FT GATA4 como regulador transcripcional del gen SCN5A . Además, estudios preliminares del laboratorio demostraron que la acetilación de GATA4 modula su función como activador transcripcional del promotor de SCN5A .
Partiendo de estas observaciones, nuestros objetivos se centraron en: (1) entender con profundidad los mecanismos moleculares que regulan la transcripción de SCN5A ; (2) identificar posibles variantes reguladoras que puedan alterar la transcripción de SCN5A ; y (3) relacionar estos factores con posibles alteraciones a los corrientes de sodio y arritmias. Para cumplir estos propósitos, se desarrollaron tres estrategias distintas.
En primer lugar, se estudió la acetilación del FT cardíaco GATA4 y su efecto en la regulación transcripcional del gen SCN5A. En segundo lugar, nos propusimos identificar y caracterizar nuevas regiones reguladoras en el locus SCN5A-SCN10A utilizando una aproximación sistemática. Para ello, se realizó un cribado en diferentes regiones del locus SCN5A-SCN10A mediante ensayos CRISPRi en un modelo de cardiomiocitos derivados de hiPSCs (hiPSC-CMs). En tercer lugar, se evaluó el efecto de las variantes genéticas en las regiones reguladoras del locus SCN5A-SCN10A . Concretamente, se profundizó en el estudio del haplotipo de siete SNVs asociado a SBr. diferentes.
Este estudio demostra que la expresión del gen SCN5A está controlada por distintos mecanismos de regulación transcripcional, tanto a través de la interacción de FT con elementos reguladores o por la presencia de variantes en regiones clave para la regulación de SCN5A . El efecto de GATA4 sobre la expresión de SCN5A , el efecto del haplotipo de riesgo en un modelo de cardiomiocitos con SBr y las diferentes regiones del locus SCN5A-SCN10A involucradas en la regulación de SCN5A son los principales hallazgos que apoyan estas conclusiones.