Funções e mecanismos reguladores do lincRNA-p21 no músculo esquelético: papel sobre as células satélites, miogênese, trofismo, contratilidade, desempenho físico e reparo de lesões

Resumo

O músculo esquelético é o tecido mais abundante e com funções vitais no organismo. A proliferação e diferenciação de mioblastos são as etapas chave durante o desenvolvimento do músculo esquelético, além de contribuírem para a regeneração e o crescimento muscular em adultos. Por outro lado, alterações na miogênese podem estar relacionadas a muitos distúrbios musculares, em que alterações na capacidade regenerativa desempenham um papel crucial na progressão de doenças. Portanto, a identificação de novos componentes que controlam esses processos podem contribuir para a compreensão dos mecanismos de desenvolvimento muscular e potencialmente permitir a identificação de novos alvos terapêuticos. A descoberta de que 98% do genoma humano, embora transcrito, não codifica proteínas foi crucial para reconhecer o papel dos RNAs não codificantes longos (lncRNAs) como reguladores críticos da função celular em nível epigenético, transcricional e pós-transcricional. Embora estudos indiquem que lncRNAs desempenham papéis chave sobre a estrutura e função tecidual, seu papel na regulação miogênica, controle de massa e regeneração muscular permanece pouco conhecido. Ainda, anormalidades de lncRNAs têm sido diretamente ligados à biologia e doença do músculo esquelético. O lincRNA-p21 está envolvido em diversos processos celulares via regulação da expressão de múltiplos genes alvo; no entanto, sua expressão e efeitos no músculo esquelético são desconhecidos. Portanto, o principal objetivo deste estudo é investigar o impacto da deleção do lincRNA-p21 sobre as adaptações miogênicas, fenotípicas, funcionais, reparativas e moleculares do músculo esquelético; e fornecer conhecimento adicional sobre como os processos transcricional e pós-transcricional são integrados para orquestrar estas alterações musculares. Para a primeira etapa do estudo, avaliaremos os efeitos da inibição do lincRNA-p21 sobre a miogênese, morfologia e metabolismo muscular in vitro usando células C2C12 e primárias de camundongos knockout para o lincRNA-p21. Na segunda etapa do estudo, avaliaremos os efeitos da inibição do lincRNA-p21 sobre a caracterização fenotípica in vivo em camundongos knockout para o lincRNA-p21. Na terceira etapa, avaliaremos os efeitos da inibição do lincRNA-p21 sobre a função e a capacidade de regeneração muscular in vivo, bem como seus efeitos sobre o desempenho físico. Em seguida, a caracterização molecular no músculo esquelético de camundongos knockout para o lincRNA-p21 será analisada com intuito de avaliar genes e vias de sinalização relacionadas as alterações estruturais e funcionais encontradas. Além disso, iremos avaliar a recuperação de fenótipo muscular via terapia gênica usando o delivery AAV9 em animais com deleção do lincRNA-p21. Por fim, investigaremos a expressão do lincRNA-p21 muscular tanto em modelos induzidos por estímulos fisiológicos como o treinamento físico quanto patológicos em animais com distrofia muscular, câncer e insuficiência cardíaca. Assim, o estudo sobre o lincRNA-p21 pode levar à identificação de circuitos moleculares que são controlados por RNAs (lncRNA-miRNA-mRNA network) durante o processo de diferenciação do músculo esquelético e que, quando desregulados, levam a eventos patológicos. Essas descobertas fornecerão insights que podem auxiliar no conhecimento de muitos conceitos básicos dos mecanismos moleculares envolvidos na homeostase do músculo esquelético e no desenvolvimento de novas intervenções terapêuticas para doenças musculares. (AU)