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Colágeno e annexina são responsáveis pelo controle do processo de biomineralização?

Resumo

O processo de biomineralização é um evento altamente complexo e consiste no acúmulo de mineral constituído principalmente por íons de fosfato e cálcio que formam um sal de fosfato de cálcio, cuja estrutura se transforma em hidroxiapatita. Este processo é mediado por osteoblastos, células que são responsáveis pelo início do processo de biomineralização, mediado pela liberação de vesículas da matriz (MVs). Estas vesículas surgem por brotamento das superfícies das células e são secretadas no local específico do início da biomineralização na matriz do tecido ósseo. MVs contém altas concentrações de íons Ca2+ e fosfato inorgânico (Pi), proporcionando um microambiente adequado para a formação inicial e propagação dos cristais de hidroxiapatita. Para que isso ocorra corretamente são necessárias varias proteína/enzimas, bem como microambientes com condições bastante particulares. Uma atenção especial deve ser dada a algumas proteínas presentes nas MVs: Anexina V (AnxA5), fosfatase alcalina (TNAP) e nucleosídeo trifosfato difosfohidrolase 1 (NPP1). Tais proteínas regulam a formação de cristais de fosfato de cálcio, atuando assim diretamente no processo de mineralização óssea. Dentre as anexinas, especificamente a Anexina V, uma proteína de ~35 kDa, é responsável pela formação de canais de cálcio através da associação desta proteína tanto com a face externa quanto interna da membrana das MVs. As anexinas também são responsáveis pela desorganização da membrana celular, que por sua vez resulta no processo de apoptose. A TNAP é uma fosfomonohidrolase inespecífica, capaz de hidrolisar monoésteres de fosfato, pirofosfato, diésteres de fosfato, bem como catalisar reações de transfosforilação. Está inserida à membrana plasmática das MVs por uma âncora de glicosilfosfatidilinositol (GPI) e é denominada "alcalina" por sua habilidade de efetuar estas reações de hidrólises de substratos mais eficientemente em pH acima do neutro (pH 8-11). Além disso, a TNAP tem um papel crucial em limitar a concentração de pirofosfato inorgânico extracelular (ePPi), um potente inibidor da mineralização, para manter uma razão Pi/PPi adequada para a mineralização óssea normal. A função primária da TNAP é degradar o ePPi, que é produzido ectoplasmicamente pela NPP1.No presente projeto pretendemos estudar o envolvimento de proteínas (AnxA5, TNAP e NPP1), lipídios e colágeno (tipo II e X) no processo de biomineralização, empregando-se sistemas vesiculares de proteolipossomos, com o objetivo de formarmos sistemas miméticos de MVs e estudarmos como estas interações proteína/proteína e proteína/colágeno regulam e modulam o processo de mineralização mediado por MVs. Assim, estamos solicitando varias itens de consumo para sua execução, bem como manutenção do laboratório. (AU)

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Publicações científicas (13)
(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)
DERRADI, R.; BOLEAN, M.; SIMAO, A. M. S.; CASELI, L.; MILLAN, J. L.; BOTTINI, M.; CIANCAGLINI, P.; RAMOS, A. P. Cholesterol Regulates the Incorporation and Catalytic Activity of Tissue-Nonspecific Alkaline Phosphatase in DPPC Monolayers. Langmuir, v. 35, n. 47, p. 15232-15241, NOV 26 2019. Citações Web of Science: 0.
SPER SIMAO, ANA MARIA; BOLEAN, MAYTE; FAVARIN, BRUNO ZOCCARATTO; VESCHI, EKEVELINY AMABILE; TOVANI, CAMILA BUSSOLA; RAMOS, ANA PAULA; BOTTINI, MASSIMO; BUCHET, RENE; MILLAN, JOSE LUIS; CIANCAGLINI, PIETRO. Lipid microenvironment affects the ability of proteoliposomes harboring TNAP to induce mineralization without nucleators. JOURNAL OF BONE AND MINERAL METABOLISM, v. 37, n. 4, p. 607-613, JUL 2019. Citações Web of Science: 3.
PLAUT, JUSTIN S.; STRZELECKA-KILISZEK, AGNIESZKA; BOZYCKI, LUKASZ; PIKULA, SLAWOMIR; BUCHET, RENE; MEBAREK, SAIDA; CHADLI, MERIEM; BOLEAN, MAYTE; SIMAO, ANA M. S.; CIANCAGLINI, PIETRO; MAGRINI, ANDREA; ROSATO, NICOLA; MAGNE, DAVID; GIRARD-EGROT, AGNES; FARQUHARSON, COLIN; ESENER, SADIK C.; MILIAN, JOSE L.; BOTTINI, MASSIMO. Quantitative atomic force microscopy provides new insight into matrix vesicle mineralization. Archives of Biochemistry and Biophysics, v. 667, p. 14-21, MAY 30 2019. Citações Web of Science: 1.
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ANDRADE, MARCO A. R.; DERRADI, RAFAEL; SIMAO, ANA M. S.; MILLAN, JOSE LUIS; RAMOS, ANA P.; CIANCAGLINI, PIETRO; BOLEAN, MAYTE. Is alkaline phosphatase biomimeticaly immobilized on titanium able to propagate the biomineralization process?. Archives of Biochemistry and Biophysics, v. 663, p. 192-198, MAR 15 2019. Citações Web of Science: 2.
DE FARIA, AMANDA N.; CRUZ, MARCOS A. E.; RUIZ, GILIA C. M.; ZANCANELA, DANIELA C.; CIANCAGLINI, PIETRO; RAMOS, ANA P. Different compact hybrid Langmuir-Blodgett-film coatings modify biomineralization and the ability of osteoblasts to grow. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, v. 106, n. 7, p. 2524-2534, OCT 2018. Citações Web of Science: 5.
BOTTINI, MASSIMO; MEBAREK, SAIDA; ANDERSON, KAREN L.; STRZELECKA-KILISZEK, AGNIESZKA; BOZYCKI, LUKASZ; SPER SIMAO, ANA MARIA; BOLEAN, MAYTE; CIANCAGLINI, PIETRO; PIKULA, JOANNA BANDOROWICZ; PIKULA, SLAWOMIR; MAGNE, DAVID; VOLKMANN, NIELS; HANEIN, DORIT; MILLAN, JOSE LUIS; BUCHET, RENE. Matrix vesicles from chondrocytes and osteoblasts: Their biogenesis, properties, functions and biomimetic models. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS, v. 1862, n. 3, p. 532-546, MAR 2018. Citações Web of Science: 25.
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