La sobreexpresion condicionada de PITX provoca distrofia muscular en ratones

La sobreexpresión condicionada de PITX1 provoca distrofia de músculo esquelético en ratones.
RESUMEN
Introducción:
La FSHD (distrofia fascioscapulohumeral) es una miopatía autosómica dominante, caracterizada por gran debilidad muscular, localizada principalmente en músculos faciales, hombros, y extremidades. Diferentes estudios genéticos de esta enfermedad han mostrado que se encuentraestrechamente relacionada con la delección de repeticiones D4Z4 (localizadas en la región subtelomérica 4q35).
En individuos sanos, esta región contiene de 11 a 100 unidades D4Z4, mientras que en pacientes con FSHD sólo poseían de 1 a 10 repeticiones. La pérdida de repeticiones D4Z4 conduce a la pérdida de actividad represora sobre uno o varios genes localizados dentro de la región D4Z4.
Estopermitió saber que la activación de un gen o conjunto de genes en la región D4Z4 era la causante de la enfermedad. De entre todos estos genes, el más destacado es DUX4.
Un estudio reciente observó que la FSHD estaba provocada por la sobreexpresión de DUX4. Esto se debe a que la única diana transcripcional de DUX4 es el gen PITX1, por lo que también existe sobreexpresión de PITX1. (PITX1 está implicadaademás en otros procesos, tales como el desarrollo de las extremidades inferiores, modulador del sistema inmune, o supresor de tumores. De momento no se conoce patología debida a la sobreexpresión de PITX1 en humanos). En este estudio, se ha creado un ratón modelo transgénico que sobreexprese PITX1 en células de músculo esquelético, siendo la expresión controlada por doxiciclina.Resultados:
El ratón transgénico sobreexpresa PITX1 cuando la doxiciclina no es proporcionada en el agua que bebe el animal. El ratón transgénico fue mantenido durante 5 semanas en ausencia de doxiciclina, y se observaron los siguientes resultados:


Después de mantener PITX1 sobreexpresadaen músculo esquelético durante 5 semanas, el ratón mostraba unas pérdidas de peso y masa muscular significativas, además de una notable disminución de fuerza muscular, y una reducción de los diámetros de las fibras musculares.

Músculos como el tibial anterior, cuadriceps, biceps, triceps y deltoides mostraban una reducción significativa de masa muscular, mientras que el sóleo, losmaseteros y músculos del diafragma no estaban alterados.

En embriones, se suele expresar la cadena pesada de la miosina en miofibrillas regenerativas durante la regeneración muscular. Inmunohistoquímicamente, se detectó si existía dicha cadena pesada de la miosina, y efectivamente, en contra de lo esperado, esta cadena pesada fue detectada en el citoplasma de numerosasmiofibrillas que parecían ser atróficas en lugar de regenerativas.
Implicacion de P53 en FSHD.
P53 se encuentra sobreexpresado en músculo esquelético de ratones PITX1 mutados, se comprobó mediante inmunobloting que concretamente sus niveles en cuádriceps y tríceps son 1.7 y 1.9 veces superiores a los ratones normales. Teniendo en cuenta que en pacientes de FSHD existe la sobreexpresión de PITX1,podría responsabilizarse a P53 de los mecanismos de apoptosis y autofagia responsables de la pérdida de masa muscular.
Por otro lado, fue demostrada la unión de DUX4 al promotor de PITX1 mediante electroforesis EMSA, y el ensayo de inmunoprecipitación de la cromatina. La PCR cuantitativa sirvió para comprobar la sobreexpresión de PITX1 en ratones mutados, 8.4 veces superior a la control, y validarde cierto modo el modelo animal utilizado para asemejar a los pacientes de FSHD.
En definitiva se propone una cascada de señalización DUX4-PITX1-P53 en la FSHD.






Discusión:
Debido a que el factor de transcripción DUX4 humano no presenta un ortólogo en ratones, el modelo animal de estudio de la FSHD se centra en el estudio de ratones que sobreexpresen PITX1, habiéndose logrado...