El Déficit de Alfa-1 Antitripsina (DAAT) es una enfermedad genética rara causada por mutaciones en el gen SERPINA1. La mutación patogénica más común (Glu342Lys) se denomina alelo Z, asociado con la forma más severa de la enfermedad, la cual produce que la proteína AAT no sea transportada a los alveolos pulmonares y se acumule en forma de polímeros en el hígado, causando daño hepático y pulmonar. Nuestro objetivo es generar modelos celulares que faciliten el estudio del DAAT.

Hemos desarrollado dos nuevos modelos celulares derivados de la línea HepG2: uno de sobreexpresión y otro Knock-out para el gen SERPINA1. Las líneas HepG2-M (sobreexpresión del alelo wild-type) y HepG2-Z (sobreexpresión del alelo mutado Z) se generaron mediante infección con vectores lentivirales que expresaban los alelos M o Z del gen SERPINA1. Para generar el modelo Knock-out HepG2-KOAAT se eliminó el exón 2 del gen mediante CRISPR/Cas9. Las líneas HepG2-M y HepG2-Z se caracterizaron mediante técnicas histológicas e inmunohistoquímicas para evaluar los niveles de AAT y la acumulación de polímeros, así como otros eventos de interés como el estrés metabólico y el acúmulo lipídico asociado a las distintas variantes.

La línea HepG2-Z presenta una acumulación de AAT en forma de polímeros y un mayor acúmulo lipídico, los cuales no se detectan en la línea HepG2-M, así como alteraciones en la función mitocondrial y el estrés oxidativo. El modelo HepG2-KOAAT muestra ausencia de expresión de AAT lo que permite estudiar lo que ocurre en las células ausencia de expresión de SERPINA1.

La línea HepG2-Z es un buen modelo celular para el estudio de la enfermedad hepática en el DAAT ya que reproduce la enfermedad presente en los pacientes. El modelo HepG2-KOAAT podría ser muy útil para estudiar otras funciones de la AAT en el hígado.