Implicación de miRNAs en la toxicidad mediada por expansiones de repeticiones CTG en Distrofia Miotónica

Resumen

La distrofia miotónica tipo 1 (DM1) es una enfermedad neuromuscular causa por la expansión del triplete CTG en la región 3’ no codificante del gen DMPK. Las expansiones CUG en los transcritos DMPK mutantes forman una estructura en horquilla que secuestra diferentes factores nucleares provocando su falta de función parcial y la desregulación de la expresión génica a diferentes niveles. La mayoría de los defectos en la expresión génica se han reproducido en animales modelo para la enfermedad que expresan transcritos con repeticiones CUG de manera independiente a DMPK. En este trabajo nos propusimos analizar si un grupo de reguladores de la expresión génica está afectado por la toxicidad mediada por repeticiones CUG, los microRNAs (miRNAs). Los miRNAs son RNAs de pequeño tamaño (21-24 nt) que regulan la expresión génica. Los miRNAs se unen a sus transcritos diana por reconocimiento de secuencia y provocan su degradación o bloquean su traducción. Mediante secuenciación masiva analizamos el miRNoma en un modelo de DM1 en Drosophila para determinar las alteraciones en miRNAs causadas por la expresión de repeticiones CTG. Encontramos 20 miRNAs desregulados en moscas DM1, 19 de los cuales tenían una expresión menor que en moscas controles mientras que para un miRNA encontramos una expresión mayor. Tres de los miRNAs desregulados en moscas DM1 están conservados en humanos (miR-1, miR-7 y miR-10). El análisis de la expresión de estos tres miRNAs en biopsias de musculo esquelético determinó que la desregulación de estos miRNAs está conservada en pacientes DM1. De manera consistente observamos que la expresión de 41 transcritos diana de estos miRNAs está aumentada en músculo de pacientes. Además estudiamos los mecanismos potenciales de la desregulación de los miRNAs. Por un lado, encontramos que para varios miRNAs la desregulación se produce a nivel de su precursor primario lo que indica una alteración en su transcripción o en la estabilidad del pri-miRNA. Por otro lado, hemos determinado un papel de as proteínas Muscleblind (Mbl), claves en la ruta de patogénesis de la enfermedad, en la regulación de alguno de estos miRNAs. miR-1 está reducido en moscas mutantes para Mbl y su desregulación en moscas DM1 se rescata cuando se coexpresa la proteína MblC y las repeticiones CTG en Drosophila. Por ultimo, estudiamos el potencial de los miRNAs desregulados como dianas terapéuticas. Concluimos que miR-10 es responsable de la reducción de la vida media de moscas DM1 por lo que es una potencial diana terapéutica. En conjunto estos resultados prueban que la expresión de repeticiones CTG es suficiente para provocar desregulación de miRNAs en DM1 de manera independiente de DMPK y que esta desregulación contribuye a la patogénesis de la enfermedad.