Hanses, Ulrich, Kleinsorge, Mandy, Roos, Lennart, Yigit, Goekhan, Li, Yun, Barbarics, Boris, El-Battrawy, Ibrahim, Lan, Huan, Tiburcy, Malte, Hindmarsh, Robin, Lenz, Christof, Salinas, Gabriela, Diecke, Sebastian, Mueller, Christian, Adham, Ibrahim, Altmueller, Janine, Nuernberg, Peter, Paul, Thomas, Zimmermann, Wolfram-Hubertus, Hasenfuss, Gerd, Wollnik, Bernd and Cyganek, Lukas ORCID: 0000-0001-9120-1382 (2020). Intronic CRISPR Repair in a Preclinical Model of Noonan Syndrome-Associated Cardiomyopathy. Circulation, 142 (11). S. 1059 - 1077. PHILADELPHIA: LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS. ISSN 1524-4539
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Background: Noonan syndrome (NS) is a multisystemic developmental disorder characterized by common, clinically variable symptoms, such as typical facial dysmorphisms, short stature, developmental delay, intellectual disability as well as cardiac hypertrophy. The underlying mechanism is a gain-of-function of the RAS-mitogen-activated protein kinase signaling pathway. However, our understanding of the pathophysiological alterations and mechanisms, especially of the associated cardiomyopathy, remains limited and effective therapeutic options are lacking. Methods: Here, we present a family with two siblings displaying an autosomal recessive form of NS with massive hypertrophic cardiomyopathy as clinically the most prevalent symptom caused by biallelic mutations within the leucine zipper-like transcription regulator 1 (LZTR1). We generated induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes of the affected siblings and investigated the patient-specific cardiomyocytes on the molecular and functional level. Results: Patients' induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes recapitulated the hypertrophic phenotype and uncovered a so-far-not-described causal link between LZTR1 dysfunction, RAS-mitogen-activated protein kinase signaling hyperactivity, hypertrophic gene response and cellular hypertrophy. Calcium channel blockade and MEK inhibition could prevent some of the disease characteristics, providing a molecular underpinning for the clinical use of these drugs in patients with NS, but might not be a sustainable therapeutic option. In a proof-of-concept approach, we explored a clinically translatable intronic CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) repair and demonstrated a rescue of the hypertrophic phenotype. Conclusions: Our study revealed the human cardiac pathogenesis in patient-specific induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes from NS patients carrying biallelic variants inLZTR1and identified a unique disease-specific proteome signature. In addition, we identified the intronic CRISPR repair as a personalized and in our view clinically translatable therapeutic strategy to treat NS-associated hypertrophic cardiomyopathy.
Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-319075 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.044794 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Circulation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 142 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Number: | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | S. 1059 - 1077 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Place of Publication: | PHILADELPHIA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1524-4539 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faculty: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divisions: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subjects: | no entry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/31907 |
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