Enxertos vasculares bioengenheirados com uma variante patogênica do TGFBR1 modelam a formação de aneurismas in vivo e revelam defeitos subjacentes no colágeno

O aneurisma da aorta torácica (AAT) é uma doença vascular potencialmente fatal frequentemente associada a causas genéticas subjacentes. Uma compreensão inadequada da patogênese do AAT humano destaca a necessidade de melhores modelos de doença. Aqui, estabelecemos um modelo funcional de AAT humano em um hospedeiro animal, combinando células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSCs), enxertos vasculares bioengenheirados (BVGs) e edição gênica. Geramos BVGs a partir de células musculares lisas vasculares derivadas de hiPSCs de controle isogênico e de SMCs mutantes editados geneticamente para portar uma variante patogênica associada à síndrome de Loeys-Dietz (LDS) (TGFBR1 A230T). Também geramos BVGs derivados de hiPSC utilizando células de um paciente com LDS (Paciente A230T/+) e usando células corrigidas geneticamente (Paciente +/+). Os BVGs de controle e experimentais foram então implantados nas artérias carotídeas comuns de ratos nu. A variante TGFBR1 A230T resultou em propriedades mecânicas prejudicadas dos BVGs, resultando em menor pressão de ruptura e força de retenção de sutura. Os BVGs portadores da variante dilataram ao longo do tempo in vivo, assemelhando-se à formação de AAT humano. O perfil de transcriptômica espacial revelou expressão defeituosa de genes envolvidos na formação da matriz extracelular (MEC) nos BVGs do Paciente A230T/+ em comparação com os BVGs do Paciente +/+. Análises histológicas e ensaios proteicos validaram defeitos quantitativos e qualitativos da MEC nos BVGs do Paciente A230T/+ e no tecido do paciente, incluindo diminuição da hidroxilação do colágeno. A organização das SMCs também estava prejudicada nos BVGs do Paciente A230T/+, conforme confirmado por testes de contração vascular. O silenciamento de enzimas modificadoras do colágeno com pequenos RNAs interferentes reduziu a hidroxilação da prolina do colágeno em construções de tecido derivadas de SMCs. Esses estudos demonstraram a utilidade dos BVGs para modelar a formação de AAT humano em um hospedeiro animal e destacaram o papel da atividade reduzida das enzimas modificadoras do colágeno na formação de AAT humano.