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Papel da carnosina no manejo do Ca2+, controle do estresse oxidativo e na proteção à glicação proteica: avanços e aplicações do estudo "Vida sem Carnosina"

Resumo

Este projeto tem como objetivos avaliar, in vivo em modelos experimentais de desafio à homeostase (exercício físico agudo e diabetes mellitus), utilizando marcadores bioquímicos e funcionais, se a carnosina desempenha as seguintes funções: proteção contra espécies reativas de oxigênio, nitrogênio e produtos tóxicos do metabolismo; proteção contra glicação e carbonilação proteica; controle metabólico, perfil inflamatório e captação de glicose em modelo experimental de diabetes; regulação da motilidade de Ca2+ durante a contração muscular. Três estudos independentes e complementares são propostos, todos utilizando ratos Wistar nocaute (KO) para o gene CARNS1 (codifica enzima responsável pela síntese endógena de carnosina nos tecidos - a linhagem já foi desenvolvida e está à disposição de nossa equipe de pesquisa), que serão comparados com seus controles selvagens (WT). Estudo 1: amostras de músculo esquelético e cardíaco obtidas em repouso (sem desafios à homeostase) de animais KO e WT serão submetidas a ensaios de atividade da SERCA, afinidade SERCA-Ca2+ e transporte de Ca2+, por meio do ensaio Time-Resolved Fluorescence Resonance Energy Transfer (TR-FRET). Estudo 2: animais WT e KO serão tratados com estreptozotocina para indução de diabetes (DB), ou apenas com tampão sem princípio ativo (SHAM) para controle (CON), formando-se assim 4 grupos: WT-DB, WT-CON, KO-DB e KO-CON. Após confirmação do diabetes, os animais serão acompanhados frequentemente por 8 semanas (acompanhamento de massa corporal, glicemia de jejum, consumo de água e ração), quando o experimento será encerrado. Na última semana de experimento, as seguintes avaliações funcionais serão realizadas: ecocardiografia e clamp euglicêmico-hiperinsulinêmico (subgrupo 1), teste de tolerância à insulina (ITT) e avaliação da função renal por clearance de inulina (subgrupo 2), e função contrátil do músculo sóleo e respiração mitocondrial cardíaca (subgrupo 3). Ao final dos experimentos em todos os subgrupos, sangue e tecidos (sóleo, coração e rins) serão coletados para determinação dos seguintes parâmetros: no sangue/plasma/soro: glicemia de jejum, insulina de jejum, hemoglobina glicada, perfil lipídico (VLDL, LDL, HDL, TG), perfil inflamatório (TNF-±, IL-6, IL-1², IL-10), aldeídos reativos (HNE e HHE) e seus adutos com carnosina; nos tecidos: malondiadeído (TBARS), 3-nitrotirosina, 8-isoprostano, atividade das enzima SOD, CAT e glutationa peroxidase, glutationa total e oxidada, proteína carbonilada, produtos da glicação avançada e sonda fluorescente dihidroetidina (DHE) para visualização de radicais peróxido em cortes histológicos. Estudo 3: animais WT e KO serão eutanasiados em repouso ou após 1 sessão aguda de 100 minutos de exercício de natação com carga de 5% da massa corporal, um protocolo que sabidamente leva ao aumento agudo de marcadores de estresse oxidativo. Serão coletados sangue e os tecidos sóleo, coração e rins, os quais serão submetidos às mesmas análises descritas no estudo 2. (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)
MATTHEWS, JOSEPH J.; DOLAN, EIMEAR; SWINTON, PAUL A.; SANTOS, LIVIA; ARTIOLI, GUILHERME G.; TURNER, MARK D.; ELLIOTT-SALE, KIRSTY J.; SALE, CRAIG. The effect of carnosine or beta-alanine supplementation on markers of glycaemic control and insulin resistance in human and animal studies: a protocol for a systematic review and meta-analysis. SYSTEMATIC REVIEWS, v. 9, n. 1 DEC 5 2020. Citações Web of Science: 0.

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