Estudo do efeito do LPS no modelo das mutações das isoformas ±2- ou ±3 Na+/K+ -ATPase em camundongos

Resumo

A enzima Na+,K+-ATPase é uma bomba de íons integral de membrana, essencial para manter o equilíbrio osmótico das células. Das quatro isoformas de subunidades ±1-4, ±1-3 são expressas no sistema nervoso central. A isoforma ±2 é altamente presente em astrócitos e a isoforma ±3 é específica para neurônios. As mutações nos genes que codificam as isoformas ±2 e ±3 podem causar diferentes doenças neurológicas, tais como Enxaqueca Familiar Hemiplégica Tipo 2 (FHM2) (mutações ATP1A2), ou Parkinsonismo Distonia de Início Rápido e Hemiplegia Alternante da Infância (RDP/AHC, respectivamente, por mutações na isoforma ±3). Curiosamente, descobertas recentes mostraram, em co-cultura de neurônios e astrócitos, que knockdown da isoforma ±2Na+/K+-ATPase no astrócito do mutante Superóxido Dismutase 1 (SOD1) foi capaz de proteger os neurônios motores da degeneração, além disso a respiração mitocondrial e a expressão de genes inflamatórios eram induzida em astrócitos de camundongos mutantes da SOD1, sugerindo que o aumento na regulação da ±2Na+/K+-ATPase estimula a expressão de genes que regulam a respiração mitocondrial e fatores inflamatórios. Além disso, estudos anteriores mostraram que a ouabaína, um inibidor da Na+,K+-ATPase, apresentou uma ação anti-inflamatória e anti-apoptótica importante no cérebro. O objetivo geral deste projeto é avaliar o efeito da Na+,K+-ATPase na neuroinflamação. Para este fim, vamos utilizar camundongos heterozigotos portadores de mutações nas isoformas ±2 (±2 +/G301R) e ±3 (±3 +/D801Y), respectivamente.O lipopolissacárido (LPS) é um dos principais componentes da membrana externa de bactérias Gram-negativas que ativa o sistema imunológico via ativação de receptores TLR4. A administração sistêmica de LPS pode causar neuroinflamação em modelos animais por mecanismos que envolvem a expressão de citocinas pró-inflamatórias, ativação de NF-kB e inibição da produção do fatores neurotróficos. Sabendo da relação entre a atividade das isoformas ±2 e ±3 da Na+,K+-ATPase em doenças neurodegenerativas e neuroinflamação, bem como um efeito anti-inflamatório da Ouabaína no SNC e periferia, propõe-se examinar como as isoformas da ±2 e ±3 estão associados a neuroinflamação em camundongos ±2+/G301R e ±3+/D801Y. Diante disto, o presente projeto é importante, pois irá contribuir para uma melhor compreensão da fisiopatologia das doenças associadas com a neuroinflamação, bem como a descoberta de novos alvos terapêuticos para as doenças neurodegenerativas.