マバカムテンは、細いフィラメント肥大型心筋症の突然変異によって引き起こされる筋フィラメントカルシウム感受性の増加とCaフラックスの調節障害を救済する

Mavacamten rescues increased myofilament calcium sensitivity and dysregulation of Ca flux caused by thin filament hypertrophic cardiomyopathy mutations.

• Alexander J Sparrow
• Hugh Watkins
• Matthew J Daniels
• Charles Redwood
• Paul Robinson

抄録

細いフィラメント肥大型心筋症（HCM）の突然変異は、筋フィラメントのCa感受性を高め、Caの取り扱いと緩衝作用を変化させる。ミオシン阻害剤であるmavacamtenは、HCM太いフィラメント突然変異によって引き起こされる収縮力の増加を逆転させる。マバカムテン（250nM）は、インビトロATPaseアッセイにおいて、HCM変異Cardiac troponin T（cTnT）R92QおよびCardiac troponin I（cTnI）R145Gによって引き起こされるCa感受性の増加を部分的に逆転させた。また、マバカムテンの効果は、細胞質および筋フィラメント特異的なCaセンサーを含むcTnT R92QおよびcTnI R145Gの心筋細胞モデルにおいても解析された。マバカムテンは過収縮した基底サルコメア長を救済したが、減少したフラクショナル短縮はマバカムテンでは改善されなかった。どちらの突然変異も筋フィラメントで検出される収縮期Caのピークの増加を引き起こしたが、これは250nMのマバカムテンで完全に回復した。細胞質センサーによって検出された収縮期Caは、R145Gのみが細胞質Caを増加させたが、マバカムテン処理によっても減少した。また、両方の変異によるCa崩壊時間の延長は、筋フィラメントでは認められたが、細胞質では認められなかった。このように、HCM変異によって引き起こされたCa感受性の高い分子および細胞の変化、特に筋フィラメントにおけるCaフラックスの変化の一部を、マバカムテンが逆転させることが示された。マバカムテンによる治療の結果としての収縮期のピークCaの減少は、ミオシンモーターに対する直接的な効果と相乗的に作用して収縮力を低下させることができる化合物の新しいメカニズムを表している。Mavacamtenはミオシン阻害剤であり、肥大型心筋症（HCM）の薬物療法として第3相臨床試験が進行中である。しかし、細いフィラメント蛋白質の変異に起因する肥大型心筋症に対する有効性は明らかにされていない。我々は、縮小主義モデルおよび細胞モデルを用いて、mavacamtenがカルシウム感受性およびカルシウムハンドリングに対する細いフィラメント変異の影響を救済することを示したが、収縮性細胞表現型を部分的に救済するにとどまり、場合によっては変異の影響を悪化させる。

Thin filament hypertrophic cardiomyopathy (HCM) mutations increase myofilament Ca sensitivity and alter Ca handling and buffering. The myosin inhibitor mavacamten reverses the increased contractility caused by HCM thick filament mutations, and we here test its effect on HCM thin filament mutations where the mode of action is not known. Mavacamten (250 nM) partially reversed the increased Ca sensitivity caused by HCM mutations Cardiac troponin T (cTnT) R92Q, and cardiac troponin I (cTnI) R145G in in vitro ATPase assays. The effect of mavacamten was also analyzed in cardiomyocyte models of cTnT R92Q and cTnI R145G containing cytoplasmic and myofilament specific Ca sensors. While mavacamten rescued the hypercontracted basal sarcomere length, the reduced fractional shortening did not improve with mavacamten. Both mutations caused an increase in peak systolic Ca detected at the myofilament, and this was completely rescued by 250 nM mavacamten. Systolic Ca detected by the cytoplasmic sensor was also reduced by mavacamten treatment, although only R145G increased cytoplasmic Ca. There was also a reversal of Ca decay time prolongation caused by both mutations at the myofilament but not in the cytoplasm. We thus show that mavacamten reverses some of the Ca-sensitive molecular and cellular changes caused by the HCM mutations, particularly altered Ca flux at the myofilament. The reduction of peak systolic Ca as a consequence of mavacamten treatment represents a novel mechanism by which the compound is able to reduce contractility, working synergistically with its direct effect on the myosin motor. Mavacamten, a myosin inhibitor, is currently in phase-3 clinical trials as a pharmacotherapy for hypertrophic cardiomyopathy (HCM). Its efficacy in HCM caused by mutations in thin filament proteins is not known. We show in reductionist and cellular models that mavacamten can rescue the effects of thin filament mutations on calcium sensitivity and calcium handling although it only partially rescues the contractile cellular phenotype and, in some cases, exacerbates the effect of the mutation.