La nebulina, una proteína sarcomérica gigante, juega un papel fundamental en la contractilidad del músculo esquelético al especificar la función y la longitud del filamento delgado. Aunque las mutaciones en el gen que codifica la nebulina (NEB) son una causa frecuente de miopatía nemalínica, la miopatía congénita no distrófica más común, los mecanismos por los cuales las mutaciones en NEB causan debilidad muscular aún se desconocen en gran medida. Para comprender mejor estos mecanismos, hemos generado un modelo de ratón en el que se elimina el exón 55 de Neb (Neb (ΔExon55)) para replicar una mutación fundadora que se observa con frecuencia en pacientes con miopatía nemalínica con ascendencia judía Ashkenazi. Los ratones Neb (ΔExon55) nacen cerca de las proporciones mendelianas, pero muestran un retraso en el crecimiento después del nacimiento. Los estudios de microscopía electrónica muestran cuerpos de nemalina, una característica distintiva de la miopatía nemalínica, en fibras musculares de ratones Neb (ΔExon55).
Los estudios de transferencia de Western con anticuerpos específicos de nebulina revelan niveles reducidos de nebulina en el músculo de ratones Neb (ΔExon55), y los estudios de microscopía confocal de inmunofluorescencia con anticuerpos de tropomodulina y faloidina revelan que la longitud del filamento delgado se reduce significativamente. En línea con la reducción de la longitud del filamento delgado, la capacidad de generación de fuerza máxima de las fibras musculares permeabilizadas y las miofibrillas individuales se reduce en ratones Neb (ΔExon55) con una reducción más pronunciada en longitudes de sarcómero más largas. Finalmente, en ratones Neb (ΔExon55), la regulación de la contracción se ve afectada, como lo demuestran los marcados cambios en la cinética del ciclo del puente cruzado y por una reducción de la sensibilidad al calcio de la generación de fuerza.
Un fármaco novedoso que facilita la unión del calcio al filamento delgado aumentó significativamente la sensibilidad al calcio de la fuerza submáxima a niveles que superan los observados en el músculo de control no tratado. En conclusión, hemos caracterizado el primer modelo de miopatía nemalínica basado en nebulina, que recapitula características importantes del fenotipo observado en pacientes que albergan esta mutación particular, y que tienen una debilidad muscular severa causada por una disfunción del filamento delgado.
Palabras clave: debilidad de fibras musculares; nebulina; miopatía nemalínica; función de filamento delgado.