Patogênese Metabólica da Disfunção Cardíaca Associada à Deficiência de Pkd1 em Camundongos

• Processo: 18/24846-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Medicina - Clínica Médica
• Pesquisador responsável: Luiz Fernando Onuchic
• Beneficiário: Luiz Fernando Onuchic
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina (FM). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Nefrologia Gene PKD1 Cardiopatias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: disfunção cardíaca | Disfunção mitocondrial | doença renal policística autossômica dominante | Gene Pkd1 | Metabolômica e lipidômica em cardiomiócitos | Patogênese metabólica | Nefrologia

Resumo

A doença renal policística autossômica dominante (DRPAD) constitui-se na enfermidade humana monogênica com risco de óbito mais comum, com prevalência estimada de 1:1000. Esta doença é essencialmente causada por mutação no gene PKD1 (Polycystic Kidney Disease 1) ou no gene PKD2. A maior parte dos casos decorre de mutações em PKD1. Embora o fenótipo renal predomine, havendo necessidade de terapia renal substitutiva em 70% dos pacientes até os 70 anos de idade, o envolvimento cardiovascular se inicia precocemente e consiste na principal causa de mortalidade. A DRPAD associa-se a uma maior massa de ventrículo esquerdo e desenvolvimento de cardiomiopatia dilatada idiopática, porém até recentemente a patogênese deste fenótipo era muito pouco compreendida. Um estudo capital e recente de nosso grupo, entretanto, revelou que camundongos haploinsuficientes para Pkd1, não cisticos e normotensos, apresentaram disfunção sistólica e redução da deformação miocárdica, enquanto camundongos císticos hipertensos deficientes em Pkd1 apresentaram não apenas essas anormalidades, como também disfunção diastólica. Esses resultados apoiam fortemente um papel primário da deficiência de PKD1 na disfunção cardíaca associada à DRPAD, enquanto sugerem que a elevação da pressão arterial possa piorar tal fenótipo com a idade. Em paralelo, estudos realizados nos últimos anos mostraram que alterações celulares metabólicas são centrais na patogênese da doença renal na DRPAD, incluindo consumo aumentado de glicose associado preferencialmente a glicólise aeróbica e alterações da beta-oxidação de ácidos graxos e fosforilação oxidativa. Tais achados se acompanharam de anormalidades mitocondriais em células renais de revestimento cístico. Nesse cenário, formulamos a hipótese de que os cardiomiócitos também possam apresentar alterações metabólicas relevantes na DRPAD, contribuindo para a disfunção cardíaca. Neste projeto, portanto, investigaremos as bases metabólicas celulares potenciais da patogênese dessa disfunção. Para tanto, avaliaremos parâmetros representativos do metabolismo energético cardíaco de diferentes naturezas em um modelo de camundongo homozigoto para um alelo hipomórfico de Pkd1 e severamente cístico, também com disfunção sistólica, tendo animais selvagens como controles. Nossos objetivos específicos incluirão: 1) determinação da razão peso cardíaco/peso corpóreo; 2) mensuração do tamanho de cardiomiócitos; 3) avaliação do perfil de expressão de proteínas potencialmente envolvidas na disfunção metabólica cardíaca associada à DRPAD; 4) análise do perfil de expressão de proteínas potencialmente envolvidas na ciclagem anormal de cálcio no cardiomiócito; 5) avaliação da densidade volumétrica citoplasmática de mitocôndrias em tecido cardíaco; 6) realização de análises morfométricas de mitocôndrias em coração; 7) avaliação do perfil de expressão de proteínas envolvidas em fusão e fissão mitocondrial em tecido cardíaco; 8) realização de ensaio semiquantitativo do número de cópias de DNA mitocondrial normalizado pelo DNA nuclear em tecido cardíaco; 9) avaliação da taxa de consumo de oxigênio de cardiomiócitos frente a diferentes substratos e desafios; e 10) análise do perfil metabolômico e lipidômico de cardiomiócitos. A depender dos resultados, nossos objetivos se estenderão à avaliação do potencial terapêutico de drogas capazes de modular o metabolismo celular do cardiomiócito sobre o fenótipo cardíaco desses animais. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

AMARAL, ANDRESSA G.; DA SILVA, CAMILLE C. C.; SERNA, JULIAN D. C.; HONORATO-SAMPAIO, KINULPE; FREITAS, JESSICA A.; DUARTE-NETO, AMARO N.; BLOISE, ANTONIO C.; CASSINA, LAURA; YOSHINAGA, MARCOS Y.; CHAVES-FILHO, ADRIANO B.; et al. Disruption of polycystin-1 cleavage leads to cardiac metabolic rewiring in mice. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR BASIS OF DISEASE, v. 1868, n. 6, p. 17-pg., 2022-03-04. (13/07937-8, 15/17152-3, 18/24846-0)