Generación y caracterización de organoides de corazón genéticamente modificados: estudio de su potencial antifibrótico y mejoras del modelo

Abstract

La fibrosis cardiaca es una complicación que acompaña a la mayoría de enfermedades cardiovasculares. Su aparición tiene una función reparativa del tejido dañado, pero su respuesta desproporcionada sugiere peor pronóstico. La fibrosis consiste en la deposición exacerbada y anormal de proteínas en la matriz extracelular mediada fundamentalmente por la principal citocina profibrótica, el Factor de Crecimiento Transformante β (TGFβ). Para una señalización eficiente de TGFβ resulta imprescindible la acción de Hsp90α, la isoforma inducible por estrés de dicha chaperona. Ha sido demostrado que la ausencia de Hsp90α reduce la fibrogénesis en ratones Hsp90α-KO. Nuestro objetivo es demostrar que solo el dominio C-terminal de Hsp90α es responsable de la señalización eficiente de TGFβ diseñando fibroblastos con una modificación genética en la secuencia del dominio C-terminal de Hsp90α utilizando tecnología CRISPR-Cas9. Para ello, hemos analizado esos fibroblastos genéticamente modificados que formaban parte de organoides 3D cardiacos obteniendo una reducción en sus propiedades biomecánicas y una disminución de la expresión de biomarcadores profibróticos. Asimismo, se observaron alteraciones en la expresión de proteínas relacionadas con las fibras de estrés. Estos resultados indican la relevancia del papel del dominio C-terminal de Hsp90α en la fibrosis mediada por TGFβ y su potencial como diana terapéutica.

Cardiac fibrosis is a pathology which accompanies many cardiovascular diseases. Initially, fibrosis has a reparative function; however, an exacerbation of this response indicates poor cardiac recovery. Fibrosis consists in an intense and abnormal deposition of structural proteins in the extracellular matrix, mediated principally by the main profibrotic cytokine, Transforming Growth Factor β (TGFβ) with the participation of the stress-inducible chaperone Hsp90α that plays a key role. It has been published that absence of Hsp90α reduces fibrogenesis in Hsp90α-KO mice. We aim to demonstrate that only C-terminal domain of Hsp90α is responsible for efficient TGFβ profibrotic signalling by designing CRISPR-Cas9 edited fibroblasts with a modification in the C-terminal sequence of Hsp90α. Genetically modified fibroblasts were analysed as a part of a 3D cardiac organoid, that exhibited reduced biomechanical properties and diminished profibrotic biomarkers gene expression, together with alterations in protein expression of stress fibres. These results would indicate the potential key role of the C-terminal end of Hsp90αin fibrogenesis mediated by TGFβ and its therapeutic potential.