Impacto de la degradación de Heparán Sulfato en la regulación de las vías de diferenciación osteoblástica en fibroblastos de sutura craneal de pacientes con Síndrome de Apert

Abstract

La activación de FGFR2 requiere una configuración tridimensional entre ligando, receptor y Heparán Sulfato (HS). Las mutaciones en la región extracelular de este receptor (dominios tipo Inmunoglobulina) afectan el balance entre proliferación y diferenciación de células osteoprogenitoras, llevando a craniosinostosis como la del Síndrome de Apert (SA). Postulamos que la degradación de HS en tejido perióstico en pacientes con SA puede modificar el perfil de expresión génica y modular el comportamiento celular. Se obtuvieron fibroblastos de tres pacientes y un control sano, se cultivaron hasta el 3-5 pase y estimularon con FGF2 por 24 horas y con Idursulfase® (0.025mg/ml) por 48 horas por triplicado. El ARN total (50ng/uL) fue obtenido para evaluar la expresión génica usando el Genechip® Human Gene 2.0 ST Array (Affymetrix). La mayoría de los genes que evidenciaron cambio después del tratamiento están involucrados en la regulación de componentes de la Matriz Extracelular. Los procesos moleculares afectados con mayor impacto fueron diferenciación ósea, proliferación celular y respuesta inflamatoria. Sin embargo este estudio se centra en los genes asociados a diferenciación ósea. Los resultados demuestran: A) El tratamiento con Idursulfase® modifica la expresión de elementos asociados a MEC y al proceso de diferenciación osteoblástica. B) Los datos contrastan con reportes de modelos previos de SA. Se propone una probable recuperación parcial del microambiente extracelular después del tratamiento.

Abstract. FGFR2 activation requires a tridimensional configuration between ligand, receptor and heparan sulfate (HS) molecules. Mutations in the extracellular region of this receptor (immunoglobulin type domains) affect the balance between proliferation and differentiation of osteoprogenitor cells, leading to craniosynostosis as Apert Syndrome (SA). We postulate that the degradation of HS in periosteal tissue in patients with SA can modify the gene expression profile and modulate cell behavior. Fibroblasts cells from three patients and a healthy control were obtained, grown to 3-5 pass and stimulated with FGF2 for 24 hours and Idursulfase® (0.025mg / ml) for 48 hours in triplicate. Total RNA ( 50 ng / uL) was obtained to evaluate gene expression using GeneChip Human Gene 2.0 ST Array (Affymetrix). Most genes showed significant change after treatment are involved in the regulation of extracellular matrix components. The most impacted molecular processes were bone differentiation, proliferation, and celullar inflammatory response. However, this study focuses on genes associated with bone differentiation. The results show: A) Treatment with Idursulfase® modifies the expression of elements associated with MEC and the process of osteoblast differentiation. B) The data contrast with reports of previous SA models. A probable extracellular microenvironment partial recovery after treatment is proposed.