El factor de transcripción Zfhx3 regula la expresión del gen SCN5A y la densidad de la corriente de sodio (INa) en el miocardio

Resumen

Los síndromes arritmogénicos hereditarios (SAH) son enfermedades raras muy complejas genética y fenotípicamente que alteran las propiedades eléctricas del corazón favoreciendo la aparición de arritmias en sujetos con corazones estructuralmente normales. La subunidad alfa del canal de Na+ cardíaco humano (Nav1.5) codificada por el gen SCN5A, genera la corriente rápida de entrada Na+ (INa) que despolariza el potencial de membrana durante la fase 0 del potencial de acción auricular y ventricular. El gen ZFHX3 codifica el Factor de Transcripción (FT) Zfhx3. En la etapa adulta Zfhx3 participa en la regulación de la miogénesis y la diferenciación neuronal y se ha demostrado que Zfhx3 participa en redes de regulación transcripcional con otros FT específicos cardiacos como Tbx5, Nkx2.5 y Pitx2c. En colaboración con las Unidades de Arritmias de los Hospitales la Paz, 12 de Octubre, y Puerta de Hierro de Madrid, identificamos tres variantes diferentes en el gen ZFHX3. Dos de ellas, p.V949I y p.Q2564R, en pacientes con Síndrome de Brugada, y otra, p.M1260T, en dos hermanos con Fibrilación Auricular familiar. Aunque se han descrito los efectos de Zfhx3 sobre las corrientes de K+ y el manejo del Ca2+ intracelular en sistemas heterólogos de expresión, se desconoce el efecto de Zfhx3 sobre la INa cardíaca. Por ello el objetivo, fue analizar funcionalmente si el factor de transcripción Zfhx3 regula la expresión y/o función de los canales humanos Nav1.5 y, por tanto, la INa cardiaca. Más aún, si las variantes identificadas en pacientes con SAH podrían ser responsables, en alguna medida, del fenotipo de los portadores. El análisis electrofisiológico de la INa en células HL-1 transfectadas o no, con la forma nativa del FT Zfhx3 humano demostró que éste era capaz de reducir significativamente la densidad de corriente sin alterar sus propiedades cinéticas, las características que dependen del voltaje, o la densidad de la corriente de sodio tardía (INa,L). También se analizó el efecto de Zfhx3 sobre la expresión de los diferentes genes que codifican los canales de Na+ cardiacos, SCN5A y SCN1B, y los FTs Tbx5, Nkx2.5 y Pitx2c (TBX5, NKX2.5 y PITX2). Los resultados demostraron que Zfhx3 ejerce un efector represor de la transcripción sobre los promotores mínimos humanos de los genes SCN5A, SCN1B, TBX5, NKX2.5 y PITX2. Además, Zfhx3 mostró una reducción significativa en la expresión de SCN5A y TBX5. Por último, los resultados del análisis de la expresión proteica mostraron una reducción significativa en la cantidad de proteína de los canales Nav1.5 y el FT Tbx5. También se analizaron los niveles de expresión génica y proteica de la enzima ubiquitina-ligasa Nedd4-2, responsable de la unión de moléculas de ubiquitina al canal para su posterior degradación. Estos resultados mostraron un aumento significativo en los niveles de ARNm y proteína. Por otro lado, comprobamos que las tres variantes reducían la densidad de la corriente de forma similar a como lo hacía la forma nativa. Además, ninguna de las variantes modificó significativamente las propiedades cinéticas y las características que dependen del voltaje de la INa, o la densidad de la INa,L. p.V949I y p.M1260T Zfhx3 reprimieron significativamente la expresión del promotor mínimo humano SCN5A, mientras que p.Q2564R carecía del efecto represor. Analizamos también los efectos de las tres variantes sobre los promotores mínimos humanos de TBX5, PITX2 y NKX25, p.Q2564R Zfhx3 no fue capaz reprimir la expresión de los promotores de PITX2 y NKX25. Los resultados permiten concluir que el factor de transcripción Zfhx3 regula la expresión de canales Nav1.5 mediante un complejo mecanismo: reprimiendo la expresión de los genes SCN5A y TBX5 y aumentando la expresión de la ubiquitina ligasa Nedd4-2, que promueve la degradación de los canales por el proteasoma. Las variantes p.V949I, p.M1260T y p.Q2564R Zfhx3 identificadas, regulan la INa de manera similar a como lo hace Zfhx3 en su forma nativa.