Papel da dinâmica mitocondrial na dor neuropática induzida por Paclitaxel

• Processo: 21/14831-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de agosto de 2022 - 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Farmacologia - Farmacologia Bioquímica e Molecular
• Pesquisador responsável: Vanessa Olzon Zambelli
• Beneficiário: Vanessa Olzon Zambelli
• Instituição Sede: Fundação Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Analgesia Paclitaxel Doenças do sistema nervoso Dor neuropática GTP fosfo-hidrolases Mitofusina 2 Proteínas quinases associadas com morte celular Dinâmica mitocondrial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Analgesia | dinâmica mitocondrial | Dor neuropática | Drp1 | Mfn2 | Paclitaxel | Dor

Resumo

O paclitaxel é quimioterápico amplamente utilizado no combate ao câncer de mama e ovário. Apesar de eficaz em combater células cancerígenas, este quimioterápico induz neuropatia em cerca de 70% dos indivíduos que a utilizam. Até o momento, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos na neuropatia induzida por este medicamento e o tratamento para esse tipo de dor é muitas vezes ineficaz ou inexistente. As mitocôndrias são organelas cruciais para suprir a demanda energética celular e sofrem continuamente os processos de fusão e fissão. Estes processos opostos trabalham em conjunto para manter a forma, tamanho e número de mitocôndrias. GTPases como a mitofusina 2 e dynamin-related protein (Mfn2, importante na fusão mitocondrial e Drp1, importante na fissão mitocondrial) são importantes para a regulação da plasticidade mitocondrial. Estudos demonstram uma correlação causal entre o prejuízo no metabolismo bioenergético e o desenvolvimento de neuropatias. Contudo, pouco se sabe se os processos de fusão-fissão mitocondrial são importantes para o metabolismo bioenergético mitocondrial em nociceptores e, consequentemente, para o desenvolvimento da dor. Considerando que células nervosas apresentam elevada demanda metabólica e grande quantidade de mitocôndrias, e que a neuropatia induzida por quimioterápicos é frequentemente acompanhada de disfunção mitocondrial, decidimos investigar o papel da plasticidade mitocondrial (capacidade de reorganizar sua morfologia e número perante estresse) nos nociceptores. Levantamos a hipótese que a ausência da proteína Mfn2 nos nociceptores resultará no acúmulo sustentado de mitocôndrias fragmentadas e disfuncionais, contribuindo para a amplificação dos danos neuronais decorrentes da neuropatia em camundongos. Por outro lado, a deleço de Drp1 resultará em um efeito protetor nesse modelo. Assim, o objetivo desse projeto é investigar o papel da dinâmica mitocondrial no gânglio dorsal da medula espinal (DRG ou nociceptores) de animais submetidos à neuropatia induzida por paclitaxel. Os objetivos específicos são: 1. caracterizar a morfologia mitocondrial e o perfil de fragmentação induzida por paclitaxel; 2. caracterizar a dinâmica mitocondrial por meio da quantificação os níveis das proteínas envolvidas com a fusão (Mfn1, Mfn2, Opa1) e fissão (Drp1, Fis1) mitocondrial; 3. caracterizar a bioenergética e função mitocondrial, por meio de ensaios funcionais, avaliando: conteúdo de ATP, consumo de oxigênio mitocondrial, captação de Ca2+ mitocondrial e liberação de H2O2; 4. Avaliar o papel da fusão e fissão mitocondrial nos neurônios sensitivos de animais submetidos à neuropatia induzida pelo paclitaxel. Para tanto, utilizaremos camundongos com a deleção nociceptor-específica da Drp1 e/ou Mfn2 (Drp1flox/Nav1.8Cre, Mfn2flox/Nav1.8Cre), avaliando o limiar nociceptivo, morfologia e função mitocondrial, conforme descrito acima. O melhor entendimento desse processo poderá contribuir para o desenvolvimento e utilização de novas estratégias para minimizar os riscos causados pela neuropatia periférica induzida por quimioterápico e elucidar os mecanismos que envolvem a homeostase mitocondrial. (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)

MEDINAS, DANILO B.; ARSHAD, NAJLA; PARAKH, SONAM; MIYAMOTO, SAYURI; ZAMBELLI, VANESSA OLZON. Editorial: Restoring endoplasmic reticulum proteostasis to treat neurological disorders. FRONTIERS IN PHARMACOLOGY, v. 14, p. 3-pg., 2023-03-09. (21/06287-6, 21/14831-8, 13/07937-8)