Detection of circulating miRNAs in serum in a mouse model of Collagen VI deficiency

Il collagene VI, sintetizzato e secreto principalmente da fibroblasti, è uno dei maggiori costituenti della matrice extracellulare (ECM) ove forma una fitta rete di microfilamenti. Questa proteina prende contatto con diversi recettori localizzati sulla membrana cellulare e allo stesso tempo con altri componenti della matrice extracellulare indicando che, probabilmente, il collagene VI ha un ruolo importante nella trasmissione dei segnali tra l’interno e l’esterno della cellula oltre che una funzione puramente strutturale.[1] Mutazioni legate ai geni COL6A1, COL6A2 e COL6A3, codificanti per le catene principali del collagene VI, causano la distrofia muscolare congenita di Ullrich (UCMD) e la variante mite, miopatia di Bethlem (BM). La UCMD è una forma severa di distrofia muscolare caratterizzata da un deficit di forza progressivo che porta, nella maggior parte dei pazienti, alla perdita della deambulazione attorno al decimo anno di vita e a problemi respiratori nella tarda adolescenza o all’inizio dell’età adulta. La BM è una forma di miopatia meno severa rispetto alla UCMD caratterizzata da un decorso più lento e dalla assenza di insufficienza respiratoria. Circa il 50% dei pazienti con BM perde la deambulazione dopo la quinta decade. [2] La ricerca di mutazioni nei geni COL6A1, COL6A2 e COL6A3 è una procedura costosa e complessa (la sequenza codificante dei tre geni è pari a 106 esoni [2]), e la diagnosi di collagenopatia è spesso basata sulla presentazione clinica e sulle caratteristiche della biopsia muscolare. La biopsia muscolare è una procedura invasiva di elevato costo. Lo scopo di questo studio è stato quello di identificare dei microRNA (miRNA) significativamente disregolati nel siero del topo col6a1-/-, modello animale di collagenopatia, per individuare un pannello di biomarcatori da poter studiare, in una fase successiva, in pazienti affetti da UCMD e BM. I miRNA sono dei biomarcatori ideali, non invasivi, in quanto facili da dosare e stabili nel siero. L’identificazione di biomarcatori non invasivi rappresenterà un importante strumento per la diagnosi e il follow-up delle collagenopatie. Al fine di identificare miRNA differenzialmente espressi nel siero del topo col6a1-/- (KO) e col6a+/+ (WT), sono stati analizzati 752 diversi miRNA in 11 campioni (rispettivamente n=5 WT e n=6 KO). 333 miRNA sono risultati espressi nel siero dei topi KO ed il . 6,5%, 51 miRNA, sono risultati significativamente disregolati nel siero dei topi WT rispetto a quello dei KO (17/51 miRNAs up-regolati e 34/51 down-regolati). I miRNA disregolati sono stati caratterizzati avvalendosi di specifiche analisi di pathway accoppiate ai dati trovati in letteratura. I miRNAs: mmu-miR-195a-5p, mmu-miR-26a-5p, mmu-let-7c-5p, mmu-let-7b-5p sono risultati up-regulati nel siero dei topi Col6a1-/- mentre mmu-miR-29b-3p e mmu-miR-29a-3p down-regulati. Questi miRNAs potrebbero giocare un ruolo importante nella patogenesi delle collagenopatie in quanto legano geni coinvolti in importanti pathway molecolari necessarie ad un corretto sviluppo e differenziamento della cellula muscolare, e a pathway coinvoltie nella produzione di proteine della ECM. I pathway interessati sono stati: ERBb, MAPK, PIK3/Akt, mTOR, ECM-receptors, actin cytoskeleton, focal adhesion e calcium signalling. In conclusione in questo studio sono stati identificati e selezionati 6 miRNA significativamente disregolati miRNA significativamente disregolati (mmu-miR-195a-5p, mmu-miR-26a-5p, mmu-let-7c-5p, mmu-let-7b-5p, mmu-miR-29b-3p and mmu-miR-29a-3p) nel modello murino di topo knock down per il collagene VI. Questi miRNA sono candidati alla caratterizzazione nel siero di pazienti con UCM e BM e potrebbero diventare ottimi biomarcatori non invasivi per la diagnosi ed il follow-up dei pazienti. Ulteriori studi verranno effettuati in ampie coorti di pazienti affetti al per confermare questi dati preliminari.