Cytoskeletal remodeling and enhanced autophagy drive an adaptive response to loss of Calsequestrin in a model of inherited arrhythmias

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de Lectura: 19-11-2021Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 19-05-2023Calcium transients between the Sarcoplasmic Reticulum (SR) and the cytoplasm are essential for coordinated contraction in cardiomyocytes. Loss of the SR protein Calsequestrin 2 (CASQ2) causes the recessive form of Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia (CPVT2) by increasing the diastolic opening probability of the main SR calcium channel Ryanodine receptor 2 (RyR2), and by causing an unexplained decrease of its regulatory protein Triadin (TRDN). Here we studied the mechanisms of TRDN reduction in CASQ2-KO mice and show that ablation of CASQ2 activates histone-deacetylase HDAC6, which regulates several cellular processes. In CASQ2 deficient cardiomyocytes, HDAC6 reduces alpha-Tubulin acetylation, thus impairing microtubule stability and altering TRDN trafficking and co-localization with RyR2. Misplaced TRDN binds HSP70, forming Aggresomes that are degraded by autophagy. The study identifies a novel cascade of post-transcriptional events initiated by the loss of CASQ2 that leads to a major rearrangement of SR protein trafficking and stability in cardiomyocytesEl flujo de calcio que tiene lugar entre el Retículo Sarcoplasmático (SR) y el citoplasma es esencial para la contracción coordinada de los cardiomiocitos. La ausencia de la proteína del SR Calsecuestrina 2 (CASQ2) ocasiona la forma recesiva de la Taquicardia Ventricular Polimórfica Catecolaminérgica 2 (CPVT2), causando un incremento en la probabilidad de apertura “open probability” diastólica del principal canal de calcio del SR, el Receptor de Rianodina 2 (RyR2), y causando un descenso inexplicado de la proteína reguladora Triadina (TRDN). En este proyecto, se estudiaron los mecanismos responsables de la reducción de TRDN presentes en el modelo murino CASQ2-KO y se muestra como la ablación de CASQ2 activa la histona deacetilasa HDAC6, encargada de regular diversos procesos celulares. En los cardiomiocitos deficientes en CASQ2, HDAC6 reduce la acetilación de la α-tubulina, perjudicando la estabilidad de los microtúbulos y alterando tanto la movilización de la TRDN como su colocalización con RyR2. La TRDN mal posicionada se une a la HSP70 formando Agresomas que terminan siendo degradados mediante autofagia. Este estudio identifica una novedosa cascada de sucesos post-transcripcionales iniciados a causa de la pérdida de CASQ2, lo que desemboca en una reorganización importante tanto del tráfico proteico desde el SR como de la estabilidad proteica en los cardiomiocito