Canalopatie cardiache: alterazioni elettrofisiologiche nella sindrome di Brugada

La sindrome di Brugada (BrS) è una canalopatia cardiaca ereditaria, descritta per la prima volta nel 1992 dai fratelli Brugada, dai quali prese il nome. Si stima essere responsabile del 4-12% delle morti cardiache improvvise. Alla base della patologia si riscontra un'alterazione del ritmo cardiaco dovuta ad una anomala generazione e/o conduzione del potenziale d'azione (PA) nel tessuto cardiaco. Il PA cardiaco nell'uomo presenta cinque fasi (da 0 a 4) ed è correlato con l'apertura e chiusura sequenziale di canali ionici voltaggio-dipendenti (VGICs) nei cardiomiociti. La funzionalità dei VGICs viene persa nella BrS a causa di mutazioni dei geni codificanti i canali stessi. Tra i VGICs sono stati identificati quelli specifici per gli ioni calcio 𝐶𝑎2+ (VGCCs), potassio 𝐾+ (VGPCs) e sodio 𝑁𝑎+ (VGSCs). I VGCCs e i VGSCs sono costituiti da una proteina con quattro domini omologhi, mentre i VGPCs presentano una proteina con quattro diverse subunità. Ciascun dominio o subunità è costituito da sei segmenti transmembrana (S1-6) e un P-loop. I VGSCs svolgono un ruolo cruciale nell'avvio e nella propagazione dei PA, i VGCCs sono responsabili della fase di “plateau”, mentre i VGPCs della fase di ripolarizzazione. Nei VGSCs la subunità 𝑁𝑎𝑣1.5 assolve funzioni fondamentali a livello cardiaco e le mutazioni a carico del suo gene codificante (SCN5A) sono ritenute le principali responsabili dell'insorgenza della BrS. Almeno un quarto dei casi di BrS (≅ 25%) è causato da mutazioni del gene SCN5A (BrS tipo 1). Nonostante i notevoli progressi nella comprensione della BrS molti dei suoi aspetti rimangono ancora controversi e dibattuti. Al fine di comprendere alcuni di questi meccanismi sono stati utilizzati diversi approcci sperimentali: modelli murini, canini, sistemi di espressione e cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPS-CMs). Ciascun modello presenta vantaggi e svantaggi e, in alcuni casi, conduce a conclusioni differenti riguardanti, in particolare, il meccanismo elettrofisiologico sottostante la BrS. In tutti i modelli impiegati emerge però il ruolo fisiopatologico di una corrente di sodio anomala. Inoltre, nella maggior parte dei modelli, le aritmie associate hanno origine nel tratto di efflusso del ventricolo destro (RVOT) dipendenti da anomalie microstrutturali, il che suggerisce una potenziale appartenenza della BrS ad uno spettro più ampio di cardiomiopatia ventricolare destra. Le iPS-CMs rappresentano un modello emergente negli studi elettrofisiologici sulla BrS, come dimostra una recente ricerca in cui il fenotipo elettrofisiologico delle iPS-CMs esprimenti il canale 𝑁𝑎𝑣1.5 mutato in A735V è stato confrontato con quello di cellule HEK293T esprimenti la stessa mutazione. Per introdurre la mutazione nelle iPS-CMs è stata utilizzata la tecnica CRISPR/Cas9, mentre sul modello eterologo delle cellule HEK293T è stata effettuata una trasfezione transiente. Sulle cellule iPS-CMs e HEK293T esprimenti la mutazione sono stati condotti esperimenti di patch-clamp per la registrazione del PA (modalità “current-clamp”) e della corrente di sodio (modalità “voltage-clamp”). I risultati delle registrazioni del PA e della corrente di sodio sulle iPS-CMs con la mutazione mostrano l'assenza della fase 1 (ripolarizzazione rapida), una velocità di salita del PA e una densità della corrente di sodio significativamente ridotte, che suggeriscono la presenza di alterazioni nelle proprietà di attivazione o inattivazione del canale.