Expressão e atividade de enzimas lisossomais em células renais em cultura expostas a condições que mimetizam o estado diabético

• Processo: 13/07109-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2015
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Yara Maria Corrêa da Silva Michelacci
• Beneficiário: Yara Maria Corrêa da Silva Michelacci
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Nefropatias diabéticas Lisossomos Glicosaminoglicanos Catepsina B
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: glicosaminoglicanos | Insulina | nefropatia diabética | Polissacarídeos sulfatados | rim diabético | Biologia Molecular

Resumo

A nefropatia diabética é uma microangiopatia que aflige cerca de 100 milhões de pacientes diabéticos em todo o mundo. O primeiro sinal clínico da doença é microalbuminúria, que pode evoluir para franca albuminúria e insuficiência renal. Para polissacarídeos sulfatados (glicosaminoglicanos - GAGs - e dextran sulfato), ao contrário do que acontece para proteínas, observa-se uma precoce e importante queda na excreção urinária, com acúmulo dessas macromoléculas no rim e no fígado de ratos diabéticos, sugerindo internalização celular e déficit na capacidade de degradar essas macromoléculas. Essa observação nos levou a pesquisar a atividade de enzimas lisossomais (e também de metaloproteases) em rim e fígado de ratos diabéticos. No rim de ratos diabéticos, observou-se uma queda na expressão e na atividade de enzimas lisossomais que atuam sobre proteínas - catepsina B, catepsina L e outras cisteíno-proteases. Observou-se também, aos 30 dias, excreção urinária de peptídeos de alto peso molecular e proteínas intactas nos ratos diabéticos (detectados por radioimunoensaio e imunodifusão radial), em contraste com os normais e diabéticos 10 dias, que excretam apenas peptídeos pequenos (não detectados por esses ensaios). Em contraste, animais diabéticos excretaram menos GAGs na urina, e observou-se coloração metacromática com azul de toluidina das células tubulares, sugerindo acúmulo de GAGs nessas células. Também estava reduzida a atividade de enzimas lisossomais que agem sobre GAGs - ²-D-glucuronidase, ²-D-N-acetilglucosaminidase e ²-D-N-acetilgalactosaminidase - aos 10 e aos 30 dias após a indução da doença. As principais mudanças morfológicas observadas foram túbulos proximais com paredes mais delgadas e perda de borda em escova nos diabéticos, com catepsina B imunolocalizada nessa borda em escova. Provavelmente os GAGs são filtrados e internalizados pelas células renais, mas devido à queda de enzimas lisossomais, GAGs parcialmente degradados acumulam-se nas células tubulares, enquanto peptídeos maiores e proteínas intactas são excretados na urina (Peres et al., 2013).No fígado, observou-se também uma importante queda na atividade específica e na expressão de cisteíno proteases, especialmente catepsina B. Sulfatases estavam diminuídas no 30º dia, enquanto glicosidases não variaram (exceto uma queda transitória de b-glucuronidase). Não se observaram alterações morfológicas no fígado, e catepsina B foi imunolocalizada em grânulos citoplasmáticos dos hepatócitos. A queda de sulfatase poderia ser responsável pelo acúmulo de dextran sulfato no fígado diabético, já que a ação de sulfatases precede a de glicosidases na via degradativa de polissacarídeos sulfatados. Entretanto, parece que a queda na atividade de catepsinas e sulfatases não resulta de insuficiência lisossomal geral, uma vez que as atividades de glicosidases não variaram.Para as metaloproteases (MMP), apesar de ter havido queda na expressão de MMP-2 e MMP-9, não se observaram alterações importantes nas atividades totais dessas enzimas. O objetivo do presente projeto é investigar os possíveis mecanismos responsáveis pela queda na atividade de enzimas lisossomais no rim e no fígado diabético, utilizando para isso células renais em cultura. Serão utilizadas células tubulares proximais, distais e células mesangiais expostas a condições que simulam o estado diabético - diferentes concentrações de glicose, de insulina e de proteínas plasmáticas e de matriz extracelular, glicadas não-enzimaticamente (AGEs) ou não. A expressão e a atividade das enzimas lisossomais será analisada. Acreditamos que nossos estudos possam contribuir para o entendimento dos mecanismos indutores de nefropatia diabética e possam sugerir métodos úteis na prevenção e na terapêutica dessa doença. (AU)

Publicações científicas

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(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)

DA CUNHA, ANDRE L.; AGUIAR, JAIR A. K.; CORREA DA SILVA, FLAVIO S.; MICHELACCI, YARA M.. Do chondroitin sulfates with different structures have different activities on chondrocytes and macrophages?. International Journal of Biological Macromolecules, v. 103, p. 1019-1031, OCT 2017. (10/16022-5, 13/07109-8)

G.B. PERES; M.A. JULIANO; J.A.K. AGUIAR; Y.M. MICHELACCI. Streptozotocin-induced diabetes mellitus affects lysosomal enzymes in rat liver. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, v. 47, n. 6, p. 452-460, 2014-05-09. (09/11817-2, 10/16022-5, 13/07109-8)

PERES, GIOVANI B.; SCHOR, NESTOR; MICHELACCI, YARA M.. Impact of high glucose and AGEs on cultured kidney-derived cells. Effects on cell viability, lysosomal enzymes and effectors of cell signaling pathways. Biochimie, v. 135, p. 137-148, APR 2017. (10/16022-5, 15/03964-6, 13/07109-8)

NEUENSCHWANDER, HENRIQUE M.; MOREIRA, JULIANA J.; VENDRUSCOLO, CYNTHIA P.; FULBER, JOICE; SEIDEL, SARAH R. T.; MICHELACCI, YARA M.; BACCARIN, RAQUEL Y. A.. Hyaluronic acid has chondroprotective and joint-preserving effects on LPS-induced synovitis in horses. Journal of Veterinary Science, v. 20, n. 6, NOV 2019. (10/16022-5, 14/13065-6, 13/07109-8)

MICHELACCI, YARA M.; BACCARIN, RAQUEL Y. A.; RODRIGUES, NUBIA N. P.. Chondrocyte Homeostasis and Differentiation: Transcriptional Control and Signaling in Healthy and Osteoarthritic Conditions. LIFE-BASEL, v. 13, n. 7, p. 20-pg., 2023-07-01. (13/07109-8, 10/16022-5, 15/03964-6)