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Desmin Knock-Out Cardiomyopathy: A Heart on the Verge of Metabolic Crisis

Elsnicova, Barbara und Hornikova, Daniela und Tibenska, Veronika und Kolar, David und Tlapakova, Tereza und Schmid, Benjamin und Mallek, Markus und Eggers, Britta und Schlötzer-Schrehardt, Ursula und Peeva, Viktoriya und Berwanger, Carolin und Eberhard, Bettina und Durmus, Hacer und Schultheis, Dorothea und Holtzhausen, Christian und Schork, Karin und Marcus, Katrin und Jordan, Jens und Lücke, Thomas und van der Ven, Peter F. M. und Schröder, Rolf und Clemen, Christoph S. und Zurmanova, Jitka M. (2022) Desmin Knock-Out Cardiomyopathy: A Heart on the Verge of Metabolic Crisis. International Journal of Molecular Sciences, 23 (19), Seite 12020. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/ijms231912020. ISSN 1661-6596.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/23/19/12020

Kurzfassung

Desmin mutations cause familial and sporadic cardiomyopathies. In addition to perturbing the contractile apparatus, both desmin deficiency and mutated desmin negatively impact mitochondria. Impaired myocardial metabolism secondary to mitochondrial defects could conceivably exacerbate cardiac contractile dysfunction. We performed metabolic myocardial phenotyping in left ventricular cardiac muscle tissue in desmin knock-out mice. Our analyses revealed decreased mitochondrial number, ultrastructural mitochondrial defects, and impaired mitochondria-related metabolic pathways including fatty acid transport, activation, and catabolism. Glucose transporter 1 and hexokinase-1 expression and hexokinase activity were increased. While mitochondrial creatine kinase expression was reduced, fetal creatine kinase expression was increased. Proteomic analysis revealed reduced expression of proteins involved in electron transport mainly of complexes I and II, oxidative phosphorylation, citrate cycle, beta-oxidation including auxiliary pathways, amino acid catabolism, and redox reactions and oxidative stress. Thus, desmin deficiency elicits a secondary cardiac mitochondriopathy with severely impaired oxidative phosphorylation and fatty and amino acid metabolism. Increased glucose utilization and fetal creatine kinase upregulation likely portray attempts to maintain myocardial energy supply. It may be prudent to avoid medications worsening mitochondrial function and other metabolic stressors. Therapeutic interventions for mitochondriopathies might also improve the metabolic condition in desmin deficient hearts.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189751/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Desmin Knock-Out Cardiomyopathy: A Heart on the Verge of Metabolic Crisis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Elsnicova, BarbaraCharles University, Faculty of Science, Department of Physiology, 128 00 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hornikova, DanielaCharles University, Faculty of Science, Department of Physiology, 128 00 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tibenska, VeronikaCharles University, Faculty of Science, Department of Physiology, 128 00 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kolar, DavidCharles University, Faculty of Science, Department of Physiology, 128 00 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tlapakova, TerezaCharles University, Faculty of Science, Department of Cell Biology, 128 00 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmid, BenjaminFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Optical Imaging Center Erlangen, 91058 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mallek, MarkusMVZ Dr. Eberhard & Partner Dortmund, 44137 Dortmund, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eggers, BrittaRuhr-University Bochum (RUB), Medical Faculty, Medical Proteom-Centre, 44801 Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlötzer-Schrehardt, UrsulaFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), University Hospital Erlangen, Department of Ophthalmology, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peeva, ViktoriyaUniversity of Bonn, Institute of Experimental Epileptology and Cognition Research, Division of Neurochemistry, 53127 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berwanger, CarolinGerman Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eberhard, BettinaMVZ Dr. Eberhard & Partner Dortmund, 44137 Dortmund, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Durmus, HacerIstanbul University, Faculty of Medicine, Department of Neurology, 34093 Istanbul, TurkeyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schultheis, DorotheaFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), University Hospital Erlangen, Department of Neuropathology, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holtzhausen, ChristianFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), University Hospital Erlangen, Department of Neuropathology, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schork, KarinRuhr-University Bochum (RUB), Medical Faculty, Medical Proteom-Centre, 44801 Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marcus, KatrinRuhr-University Bochum (RUB), Medical Faculty, Medical Proteom-Centre, 44801 Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jordan, JensGerman Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, 51147 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0003-4518-0706NICHT SPEZIFIZIERT
Lücke, ThomasRuhr-University Bochum (RUB), St. Josef-Hospital, University Hospital of Pediatrics and Adolescent Medicine, 44791 Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van der Ven, Peter F. M.University of Bonn, Institute for Cell Biology, 14 Department of Molecular Cell Biology, 53121 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, RolfFriedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), University Hospital Erlangen, Department of Neuropathology, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clemen, Christoph S.German Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, 51147 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-1291-4219NICHT SPEZIFIZIERT
Zurmanova, Jitka M.Charles University, Faculty of Science, Department of Physiology, 128 00 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Oktober 2022
Erschienen in:International Journal of Molecular Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:23
DOI:10.3390/ijms231912020
Seitenbereich:Seite 12020
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTMultidisciplinary Digital Publishing Institute MDPINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Int. J. Mol. Sci.
ISSN:1661-6596
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Desmin, desminopathy, cardiomyopathy, mitochondriopathy, desmin knock-out metabolism, glucose, fatty acid, amino acid, creatine kinase, mitochondria
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Muskelmechanik und Metabolismus
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Gravitationsbiologie
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Leitungsbereich ME
Hinterlegt von: Chiodo, Annette
Hinterlegt am:17 Nov 2022 09:17
Letzte Änderung:30 Jan 2024 11:03

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