J 2018

Post-Translational Modifications and Diastolic Calcium Leak Associated to the Novel RyR2-D3638A Mutation Lead to CPVT in Patient-Specific hiPSC-Derived Cardiomyocytes

AĆIMOVIĆ, Ivana, Marwan M. REFAAT, Adrien MOREAU, Anton SALYKIN, Steve REIKEN et. al.

Základní údaje

Originální název

Post-Translational Modifications and Diastolic Calcium Leak Associated to the Novel RyR2-D3638A Mutation Lead to CPVT in Patient-Specific hiPSC-Derived Cardiomyocytes

Autoři

AĆIMOVIĆ, Ivana (688 Srbsko, domácí), Marwan M. REFAAT (422 Libanon), Adrien MOREAU (250 Francie), Anton SALYKIN (643 Rusko, domácí), Steve REIKEN (840 Spojené státy), Yvonne SLEIMAN (250 Francie), Monia SOUIDI (250 Francie), Jan PŘIBYL (203 Česká republika, domácí), Andrey V. KAJAVA (643 Rusko), Sylvian RICHARD (250 Francie), Jonathan T. LU (840 Spojené státy), Philippe CHEVALIER (250 Francie), Petr SKLÁDAL (203 Česká republika, domácí), Petr DVOŘÁK (203 Česká republika, domácí), Vladimír ROTREKL (203 Česká republika, domácí), Andrew R. MARKS (840 Spojené státy), Melvin M. SCHEINMAN (840 Spojené státy), Alain LACAMPAGNE (250 Francie, garant) a Albano C. MELI (250 Francie)

Vydání

JOURNAL OF CLINICAL MEDICINE, BASEL, MDPI, 2018, 2077-0383

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10608 Biochemistry and molecular biology

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impakt faktor

Impact factor: 5.688

Kód RIV

RIV/00216224:14110/18:00101651

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

000451311900046

Klíčová slova anglicky

ryanodine receptor; CPVT; hiPSC-derived cardiomyocytes; calcium; beta-adrenergic receptor blockade; flecainide; post-translational modifications

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 7. 3. 2019 16:32, Mgr. Pavla Foltynová, Ph.D.

Anotace

V originále

Background: Sarcoplasmic reticulum Ca2+ leak and post-translational modifications under stress have been implicated in catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (CPVT), a highly lethal inherited arrhythmogenic disorder. Human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) offer a unique opportunity for disease modeling. Objective: The aims were to obtain functional hiPSC-derived cardiomyocytes from a CPVT patient harboring a novel ryanodine receptor (RyR2) mutation and model the syndrome, drug responses and investigate the molecular mechanisms associated to the CPVT syndrome. Methods: Patient-specific cardiomyocytes were generated from a young athletic female diagnosed with CPVT. The contractile, intracellular Ca2+ handling and electrophysiological properties as well as the RyR2 macromolecular remodeling were studied. Results: Exercise stress electrocardiography revealed polymorphic ventricular tachycardia when treated with metoprolol and marked improvement with flecainide alone. We found abnormal stress-induced contractile and electrophysiological properties associated with sarcoplasmic reticulum Ca2+ leak in CPVT hiPSC-derived cardiomyocytes. We found inadequate response to metoprolol and a potent response of flecainide. Stabilizing RyR2 with a Rycal compound prevents those abnormalities specifically in CPVT hiPSC-derived cardiomyocytes. The RyR2-D3638A mutation is located in the conformational change inducing-central core domain and leads to RyR2 macromolecular remodeling including depletion of PP2A and Calstabin2. Conclusion: We identified a novel RyR2-D3638A mutation causing 3D conformational defects and aberrant biophysical properties associated to RyR2 macromolecular complex post-translational remodeling. The molecular remodeling is for the first time revealed using patient-specific hiPSC-derived cardiomyocytes which may explain the CPVT proband's resistance. Our study promotes hiPSC-derived cardiomyocytes as a suitable model for disease modeling, testing new therapeutic compounds, personalized medicine and deciphering underlying molecular mechanisms.

Návaznosti

GBP302/12/G157, projekt VaV
Název: Dynamika a organizace chromosomů během buněčného cyklu a při diferenciaci v normě a patologii
Investor: Grantová agentura ČR, Dynamika a organizace chromosomů během buněčného cyklu a při diferenciaci v normě a patologii
LM2015043, projekt VaV
Název: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii (Akronym: CIISB)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech Infrastructure for Integrative Structural Biology
LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
2SGA2744, interní kód MU
Název: CARDIOSTEM (Akronym: CARDIOSTEM)
Investor: Jihomoravský kraj, CARDIOSTEM, Granty pro zahraniční vědce