Aging and CaMKII alter intracellular Ca2+ transients and heart rhythm in Drosophila Melanogaster

Authors
Santalla, Manuela; Valverde, Carlos Alfredo; Harnichar, Alejandro Ezequiel; Lacunza, Ezequiel; Aguilar Fuentes, Javier; Mattiazzi, Ramona Alicia; Ferrero, Paola Viviana
Publication Year
2014
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Aging is associated to disrupted contractility and rhythmicity, among other cardiovascular alterations. Drosophila melanogaster shows a pattern of aging similar to human beings and recapitulates the arrhythmogenic conditions found in the human heart. Moreover, the kinase CaMKII has been characterized as an important regulator of heart function and an arrhythmogenic molecule that participate in Ca2+ handling. Using a genetically engineered expressed Ca2+ indicator, we report changes in cardiac Ca2+ handling at two different ages. Aging prolonged relaxation, reduced spontaneous heart rate (HR) and increased the occurrence of arrhythmias, ectopic beats and asystoles. Alignment between Drosophila melanogaster and human CaMKII showed a high degree of conservation and indicates that relevant phosphorylation sites in humans are also present in the fruit fly. Inhibition of CaMKII by KN-93 (CaMKII-specific inhibitor), reduced HR without significant changes in other parameters. By contrast, overexpression of CaMKII increased HR and reduced arrhythmias. Moreover, it increased fluorescence amplitude, maximal rate of rise of fluorescence and reduced time to peak fluorescence. These results suggest that CaMKII in Drosophila melanogaster acts directly on heart function and that increasing CaMKII expression levels could be beneficial to improve contractility.
Fil: Santalla, Manuela. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas; Argentina. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Departamento de Ciencias Básicas y Experimentales; Argentina
Fil: Valverde, Carlos Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas; Argentina
Fil: Harnichar, Alejandro Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas; Argentina
Fil: Lacunza, Ezequiel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Medicas. Centro de Investigaciones Inmunologicas Basicas y Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Aguilar Fuentes, Javier. Universidad Autónoma de Chiapas; México
Fil: Mattiazzi, Ramona Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas; Argentina
Fil: Ferrero, Paola Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas; Argentina. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Departamento de Ciencias Básicas y Experimentales; Argentina
Subject
HEART
DROSOPHILA MELANOGASTER
AGING
CAMKII
TRANSCIENT CA2+
Bioquímica y Biología Molecular
Ciencias Biológicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/12278