Extracellular Kir2.1(C122Y) Mutant Upsets Kir2.1-PIP(2) Bonds and Is Arrhythmogenic in Andersen-Tawil Syndrome.

Autores de IIS La Fe
Participantes ajenos a IIS La Fe
- Cruz FM
- Macías Á
- Moreno-Manuel AI
- Gutiérrez LK
- Vera-Pedrosa ML
- Martínez-Carrascoso I
- Ruiz Robles JM
- Bermúdez-Jiménez FJ
- Díaz-Agustín A
- Martínez de Benito F
- Arias-Santiago S
- Martín-Martínez M
- Gutierrez-Rodríguez M
- Bernal JA
- Jiménez-Jaimez J
- Jalife J
Grupos
Abstract
BACKGROUND: Andersen-Tawil syndrome type 1 is a rare heritable disease caused by mutations in the gene coding the strong inwardly rectifying K(+) channel Kir2.1. The extracellular Cys (cysteine)(122)-to-Cys(154) disulfide bond in the channel structure is crucial for proper folding but has not been associated with correct channel function at the membrane. We evaluated whether a human mutation at the Cys(122)-to-Cys(154) disulfide bridge leads to Kir2.1 channel dysfunction and arrhythmias by reorganizing the overall Kir2.1 channel structure and destabilizing its open state. METHODS: We identified a Kir2.1 loss-of-function mutation (c.366 A>T; p.Cys122Tyr) in an ATS1 family. To investigate its pathophysiological implications, we generated an AAV9-mediated cardiac-specific mouse model expressing the Kir2.1(C122Y) variant. We employed a multidisciplinary approach, integrating patch clamping and intracardiac stimulation, molecular biology techniques, molecular dynamics, and bioluminescence resonance energy transfer experiments. RESULTS: Kir2.1(C122Y) mice recapitulated the ECG features of ATS1 independently of sex, including corrected QT prolongation, conduction defects, and increased arrhythmia susceptibility. Isolated Kir2.1(C122Y) cardiomyocytes showed significantly reduced inwardly rectifier K+ (I(K1)) and inward Na+ (I(Na)) current densities independently of normal trafficking. Molecular dynamics predicted that the C122Y mutation provoked a conformational change over the 2000-ns simulation, characterized by a greater loss of hydrogen bonds between Kir2.1 and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate than wild type (WT). Therefore, the phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate-binding pocket was destabilized, resulting in a lower conductance state compared with WT. Accordingly, on inside-out patch clamping, the C122Y mutation significantly blunted Kir2.1 sensitivity to increasing phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate concentrations. In addition, the Kir2.1(C122Y) mutation resulted in channelosome degradation, demonstrating temporal instability of both Kir2.1 and Na(V)1.5 proteins. CONCLUSIONS: The extracellular Cys(122)-to-Cys(154) disulfide bond in the tridimensional Kir2.1 channel structure is essential for the channel function. We demonstrate that breaking disulfide bonds in the extracellular domain disrupts phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate-dependent regulation, leading to channel dysfunction and defects in Kir2.1 energetic stability. The mutation also alters functional expression of the Na(V)1.5 channel and ultimately leads to conduction disturbances and life-threatening arrhythmia characteristic of Andersen-Tawil syndrome type 1.
Datos de la publicación
- ISSN/ISSNe:
- 0009-7330, 1524-4571
- Tipo:
- Article
- Páginas:
- 52-71
- Factor de Impacto:
- 4,709 SCImago ℠
- Cuartil:
- Q1 SCImago ℠
CIRCULATION RESEARCH LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS
Documentos
- No hay documentos
Métricas
Filiaciones
Keywords
- andersen syndrome; arrhythmias, cardiac; death, sudden, cardiac; membrane potentials; organisms, genetically modified; tachycardia, ventricular; ventricular fibrillation
Proyectos asociados
RED INVESTIGACION (RECAVA)
RD06/0014/0004 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACION PARA LA INV BIOMEDICA- HOSPITAL GREGORIO MARAÑON; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2006
CANALOPATIAS EN LA ATIOPATOGENIA DEL SINDROME DE MUERTE SUBITA DEL LACTANTE
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
PI07/0831 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2007
RED DE BIOBANCOS (BIOBANCOS)
RD09/0076/00021 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2010
ESTUDIO DE MICRORNAS IMPLICADOS EN LOS SISTEMAS HEMOSTÁTICO, PROTEOLÍTICO Y ANGIOGÉNICO: SU RELACIÓN CON LA TROMBOSIS Y LA PATOLOGÍA ENDOMETRIAL.
PROMETEO/2011/027 . FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA; CONSELLERIA DE EDUCACION . 2011
RED CARDIOVASCULAR
Investigador Principal: FRANCISCO ESPAÑA FURIO
RD12/0042/0029 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2013
CARACTERIZACION METABOLOMICA DE LA MIOCARDIOPATIA ARRITMOGENICA
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
2013_0126_CRC_METABOLOMICA_ZORIO . FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2013
COMPREHENSIVE, INTEGRATIVE AND GENOMIC APPROACH TO THE UNDERSTANDING AND TREATMENT OF CANCER AND LEUKEMIA.
Investigador Principal: MIGUEL ÁNGEL SANZ ALONSO
PIE13/00046 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2014
CARACTERIZACIÓN DEL PATRÓN DE MICRORNAS EN LA MUERTE SÚBITA CARDIACA DE ORIGEN ISQUÉMICO. ANÁLISIS DE SU RELACIÓN CON LA DISLIPEMIA, LA GRASA EPICÁRDICA, LA ESTEATOSIS NO ALCOHÓLICA Y FACTORES DE COAGULACION Y FIBRINOLISIS.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
2013_0454_CRC_ZORIO . ASTRAZENECA FARMACÉUTICA SPAIN, S.A.; FUNDACION ESPAÑOLA DE TROMBOSIS Y HEMOSTASIA . 2014
MECANISMOS DE ENFERMEDAD EN LA MIOCARDIOPATIA ARRITMOGENICA, MEJORAS EN SU DIAGNOSTICO Y BUSQUEDA DE DIANAS TERAPEUTICAS.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
PI14/01477 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2015
INCORPORACIÓN GRUPOS CIBER. DR. DOLZ
Investigador Principal: LUIS VICENTE MARTÍNEZ DOLZ
CB16/11/00261 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2017
Modulación del fenotipode miocardiopatía arritmogénica para mejorar el diagnóstico, buscar nuevos tratamientos y comprender sus mecanismos fisiopatogénicos. papel de grasa epicárdica.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
PI18/01582 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2019
ENSAYO FASE 3, MULTICÉNTRICO, ALEATORIZADO, DOBLE CIEGO, CONTROLADO CON PLACEBO, PARA EVALUAR LA SEGURIDAD Y EFICACIA DE ROXADUSTAT PARA EL TRATAMIENTO DE LA ANEMIA EN PACIENTES CON INSUFICIENCIA RENAL CRÓNICA QUE NO ESTÁN EN DIÁLISIS.
Investigador Principal: JULIO HERNÁNDEZ JARAS
D5740C00001 . 2015
DESPISTAJE DE LA INFECCIÓN CRÓNICA POR EL VIRUS DE LA HEPATITIS E EN PACIENTES INMUNOSUPRIMIDOS CON ELEVACIÓN DE LOS NIVELES DE TRANSAMINASAS Y ESTUDIO DE FACTORES DE RIESGO ASOCIADOS.
Investigador Principal: MARTÍN PRIETO CASTILLO
REG-HEPE-2014-01 . 2015
Decodificando el papel de las plaquetas en la inflamación asociada a la arteriosclerosis.
Investigador Principal: AITANA BRAZA BOILS
2019-069-1_CRC_BRAZA . FUNDACION ESPAÑOLA DE TROMBOSIS Y HEMOSTASIA . 2019
ESTUDIO ALEATORIZADO, DE GRUPOS PARALELOS, DOBLE CIEGO, CONTROLADO CON PLACEBO Y MULTICÉNTRICO DE ECULIZUMAB PARA LA PREVENCIÓN DE LA FUNCIÓN RETARDADA DEL INJERTO DESPUÉS DEL TRASPLANTE RENAL EN PACIENTES ADULTOS CON RIESGO ELEVADO DE FUNCIÓN RETARDADA D EL INJERTO.
Investigador Principal: ISABEL BENEYTO CASTELLO
ECU-DGF-201 . 2015
CHART REVIEW OF PATIENTS WITH SECONDARY HYPERPARATHYROIDISM AND CALCIMIMETICS IN SPAIN, USING ELECTRONIC HEALTH RECORDS AND BIG DATA TECHNOLOGY.
Investigador Principal: PILAR SANCHEZ PEREZ
SEN-CIN-2019-01 . 2020
GENOTYPE SPECIFIC ARRHYTHMOGENIC MECHANISMS IN ANDERSEN-TAWIL SYNDROME.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
PROJECT 736/C/2020 . FUNDACIÓ LA MARATÓ DE TV3; FUNDACIÓN BANCAJA . 2021
ESTUDIO PARA EVALUAR LA INCIDENCIA DE LA ENFERMEDAD LINFOPROLIFERATIVA IFUSA TRAS UN TRASPLANTE RENAL EN DIFERENTES DÉCADAS. ESTUDIO LINFOGREAT
Investigador Principal: JAIME SANCHEZ PLUMED
AST-ELD-2010-01
Are non-coding RNAs involved in the desestabilization of Wnt pathway in arrhythmogenic cardiomyopathy? Focus on epicardial adipose tissue.
Investigador Principal: AITANA BRAZA BOILS
PI21/01282 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2022
ESTUDIO DE FASE III, ALEATORIZADO, DE GRUPOS PARALELOS, DOBLE CIEGO, DOBLE SIMULACION, CONTROLADO CON COMPARADOR ACTIVO Y MULTICENTRICO PARA EVALUAR LA EFICACIA Y LA SEGURIDAD DE PGL4001 (ULIPRISTAL) FRENTE A UN AGONISTA GNRH (LEUPRORELIN 3.75MG) PARA EL TRATAMIENTO PRE-OPERATORIO DE MIOMAS UTERINOS SINTOMATICOS
Investigador Principal: JUAN GILABERT ESTELLES
PGL07-022
ECONOMIC BURDEN OF POST-TRANSPLANT EVENTS IN RENAL TRANSPLANT PATIENTS IN EUROPE (PORTRAIT STUDY): A COSTING STUDY.
Investigador Principal: JAIME SANCHEZ PLUMED
IM103088
ESTUDIO OBSERVACIONAL RETROSPECTIVO DE LAS CARACTERISTICAS E IMPACTO CLINICO DE LA ANEMIA PRECOZ EN EL TRASPLANTE RENAL
Investigador Principal: JAIME SANCHEZ PLUMED
SET-APT-2010-01
ESTUDIO OBSERVACIONAL EPIDEMIOLOGICO PROSPECTIVO MULTICENTRICO PARA EVALUAR LA INCIDENCIA DE ENFERMEDAD POR CMV Y LOS FACTORES DE RIESGO ASOCIADOS EN PACIENTES TRASPLANTADOS RENALES RECEPTOR.
Investigador Principal: ISABEL BENEYTO CASTELLO
OPERA
FACTOR XI LICA PARA REDUCIR LOS ACONTECIMIENTOS TROMBÓTICOS EN PACIENTES CON ENFERMEDAD RENAL EN ETAPA TERMINAL EN HEMODIÁLISIS: ESTUDIO FASE 2, ALEATORIZADO, DOBLE CIEGO, CONTROLADO CON PLACEBO, PARA DETERMINAR LA SEGURIDAD, FARMACOCINÉTICA Y FARMACODINÁ MICA DE DOSIS MÚLTIPLES DE BAY 2976217. RE-THINC ESRD.
Investigador Principal: JULIO HERNÁNDEZ JARAS
BAY 2976217/ 21170 . 2020
TROMBOSIS CLÍNICA O SUBCLÍNICA DE LAS PRÓTESIS BIOLÓGICAS AÓRTICAS IMPLANTADAS QUIRÚRGICAMENTE Ó A TRAVÉS DE CATÉTERES VASCULARES: DIAGNÓSTICO, BASES FISIOPATOLÓGICAS Y BÚSQUEDA DE BIOMARCADORES.
Investigador Principal: JOSÉ LUIS DÍEZ GIL
2017-11-4-HCUVA . 2023
COVID-19 EN PACIENTES CON INSUFICIENCIA CARDIACA Y CARDIOPATIAS FAMILIARES.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
HVA-ARA-2020-03 . 2020
ESTUDIO DE FASE III, MULTICÉNTRICO, ALEATORIZADO, DOBLE CIEGO, CONTROLADO CON PLACEBO, DE GRUPOS PARALELOS PARA EVALUAR LA EFICACIA Y LA SEGURIDAD DE REMDESIVIR EN PARTICIPANTES CON REDUCCIÓN SEVERA DE LA FUNCIÓN RENAL HOSPITALIZADOS POR COVID-19.
Investigador Principal: MIGUEL SALAVERT LLETÍ
GS-US-540-5912 . 2021
Premio. Variaciones en el perfil metabolómico en pacientes con insuficiencia renal cronica avanzada que inician terapia sustitutiva renal con hemodiafiltración
Investigador Principal: MARÍA PERIS FERNANDEZ
2021-305-1_CRC_PERIS . SOCIEDAD VALENCIANA DE NEFROLOGÍA . 2021
Respuesta inmune y seguridad de la vacunación COVID-19 en pacientes con ERC avanzada, en diálisis y trasplantados renales.
Investigador Principal: PILAR SANCHEZ PEREZ
SENCOVAC . 2021
Atrial Fibrillation Early Detection Improvement in cardiac ATTR (AFEDI-cATTR)/ Mejora en la detección precoz de fibrilación auricular en amiloidosis cardíaca por TTR (AFEDI-cATTR).
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
2021-678-1_CRC_PFIZER_ZORIO . FUNDACION PFIZER; FUNDACIÓN CASA DEL CORAZÓN; PFIZER INC. . 2021
Inicio temprano de tratamiento con Candesartan vs Placebo en portadores genéticos de mutaciones causales de MCD sin evidencia de enfermedad (EARLY-GENE trial).
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
EARLY-GENE . 2022
Evidencia en la vida real del uso de patiromer para el tratamiento de pacientes con hiperpotasemia crónica en una región de España.
Investigador Principal: PILAR SANCHEZ PEREZ
2022
A Retrospective, Multicenter, International Study to Characterize the Natural History of Danon Disease.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
RP-NI-A501-0122 . 2022
Estudio preliminar en fase IIa, abierto para evaluar la eficacia, la farmacocinética, la farmacodinámica, la seguridad y la tolerabilidad de MYK-224 en participantes con miocardiopatía hipertrófica sintomática y obstrucción del conducto de salida del ventrículo izquierdo.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
CV029-009 . 2023
RELIEF CENSUS-EU: Estudio transversal para evaluar la prevalencia y la carga del prurito urémico en pacientes que se someten a hemodiálisis.
Investigador Principal: PILAR SANCHEZ PEREZ
CS-DFK-2021-0712 . 2023
Estudio clínico aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo para evaluar mavacamten en adultos con cardiomiopatía hipertrófica sintomática no obstructiva.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
CV027-031 . 2023
Estudio prospectivo, aleatorizado, multicéntrico, abierto, guiado por eventos, para evaluar la no inferioridad de una estrategia personalizada de precisión para la prevención de la muerte súbita en pacientes con miocardiopatía dilatada no isquémica. ESTUDIO CIBER-SPANISH I”.
Investigador Principal: LUIS VICENTE MARTÍNEZ DOLZ
SPANISH-I . 2023
Insights into the correlation between genotype and late gadolinium enhancement and their potential interplay in the risk stratification of ventricular arrhythmias and sudden death in patients with non ischemic cardiomyopathy.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
The LGENE-NICM study . 2023
Evaluación y seguimiento cardiológico de los pacientes con Distrofia Miotónica tipo I o Enfermedad de Steinert.
Investigador Principal: ESTHER ZORIO GRIMA
CEImPA 2023.206 . 2023
Cita
Cruz FM,Macías Á,Moreno AI,Gutiérrez LK,Vera ML,Martínez I,Sánchez P,Ruiz JM,Bermúdez FJ,Díaz A,Martínez de Benito F,Arias S,Braza A,Martín M,Gutierrez M,Bernal JA,Zorio E,Jiménez J,Jalife J. Extracellular Kir2.1(C122Y) Mutant Upsets Kir2.1-PIP(2) Bonds and Is Arrhythmogenic in Andersen-Tawil Syndrome. Circ Res. 2024. 134. (8):p. 52-71. IF:16,500. (1).