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Nikzamir, Haleh

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Nikzamir, Haleh
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Universidad de Murcia. Departamento de Biología Celular e Histología
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    Modeling ANKRD11 Dysfunction in Zebrafish to Elucidate Molecular Mechanisms of Skeletal Pathogenesis in KBG Syndrome
    (Universidad de Murcia, 2025-11-17) Nikzamir, Haleh; García Moreno, Diana; Martínez López, Alicia; Mulero Méndez, Victoriano Francisco; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de Doctorado
    Objetivos Este estudio tuvo como objetivo establecer y caracterizar dos líneas de pez cebra generadas mediante CRISPR–Cas9 (ANK1 y ΔRD2) como modelos del síndrome de KBG, definir las anomalías morfológicas y transcriptómicas asociadas a la deficiencia de Ankrd11, y comparar estos hallazgos con perfiles transcriptómicos de 14 pacientes con KBG para explorar relaciones genotipo–fenotipo. Asimismo, se buscó investigar los mecanismos moleculares alterados por la disfunción de Ankrd11 y evaluar los efectos de intervenciones farmacológicas dirigidas, con el fin de identificar vías de relevancia terapéutica. Metodología Se generaron dos líneas mutantes de pez cebra: ANK1, que conserva el dominio de repeticiones de ankirina N-terminal, y ΔRD2, carente del dominio represor C-terminal 2. Los análisis morfológicos incluyeron tamaño corporal, pigmentación, desarrollo craneofacial, inflado de la vejiga natatoria e integridad del pliegue de la aleta. El fenotipo conductual se evaluó bajo ciclos luz–oscuridad utilizando el sistema Danio Vision. La dinámica celular mesenquimal se estudió mediante microscopía confocal y de lapso de tiempo en líneas transgénicas Tg(7xTCF-Xla.Siam:nls-mCherry), lo que permitió la visualización y cuantificación de células Wnt⁺. Se realizaron análisis transcriptómicos en larvas y en leucocitos de sangre periférica de pacientes, seguidos de estudios de expresión diferencial, ontología génica y enriquecimiento de motivos de factores de transcripción. Ensayos farmacológicos evaluaron los efectos de inhibidores de caspasa-6 y RIPK1, así como la modulación de la señalización tiroidea, sobre la morfología del pliegue de la aleta y la abundancia celular mesenquimal. Resultados y Conclusión Los mutantes homocigotos ANK1 y ΔRD2 mostraron anomalías graves del desarrollo, incluidas lesiones tempranas en el pliegue de la aleta, dismorfogénesis craneofacial, curvatura espinal, hipopigmentación y reducción de la supervivencia. Los estudios conductuales confirmaron una actividad locomotora significativamente disminuida en comparación con los controles. Las lesiones del pliegue de la aleta fueron el fenotipo más temprano y penetrante, detectable a los tres días post-fertilización. La microscopía confocal reveló una reducción marcada de células mesenquimales Wnt⁺, con alteraciones nucleares, menor tamaño y motilidad reducida. Estos defectos no se asociaron a apoptosis, lo que sugiere alteraciones en la especificación o proliferación de progenitores. El análisis transcriptómico mostró un agrupamiento dependiente del genotipo y un enriquecimiento en rutas relacionadas con remodelación de la matriz extracelular, regulación del citoesqueleto y procesos de desarrollo. El análisis de motivos de factores de transcripción confirmó una disrupción de la señalización Wnt/β-catenina mediante enriquecimiento de motivos TCF/LEF. Los ensayos funcionales revelaron potencial terapéutico en la modulación de vías específicas. La inhibición farmacológica de caspasa-6 o RIPK1 restauró parcialmente el número de células mesenquimales y mejoró la morfología del pliegue de la aleta, implicando a estos factores en la regulación no apoptótica de progenitores. La modulación hormonal mostró efectos dependientes del genotipo: la tiroxina agravó las lesiones, mientras que la inhibición de la producción de hormonas tiroideas o la reducción de serpina7 mejoraron los fenotipos, lo que indica una interacción entre señalización tiroidea y regulación mesenquimal mediada por Wnt. En pacientes, el análisis transcriptómico no reveló correlaciones consistentes entre el tipo de mutación en ANKRD11 y la gravedad clínica, lo que sugiere la participación de modificadores adicionales. En conjunto, este trabajo establece al pez cebra como un modelo robusto para estudiar la deficiencia de Ankrd11 y sus consecuencias esqueléticas. Los resultados demuestran que la pérdida de Ankrd11 interrumpe la señalización Wnt/β-catenina, reduce los progenitores mesenquimales e impide una correcta morfogénesis esquelética. La recuperación parcial mediante inhibidores de caspasa-6, RIPK1 y moduladores hormonales identifica posibles dianas terapéuticas y subraya la relevancia traslacional de estos hallazgos. Este estudio proporciona nuevas bases mecanísticas para comprender la patogénesis del síndrome de KBG y abre perspectivas para el desarrollo de terapias específicas.
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