Controle de qualidade de proteína na disfunção/atrofia muscular esquelética: papel do receptor beta2- adrenérgico

• Processo: 12/14416-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Julio Cesar Batista Ferreira
• Beneficiário: Juliane Cruz Campos
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/01633-5 - Papel protetor da estimulação beta2-adrenérgica na disfunção/atrofia muscular esquelética: contribuição do sistema lisossomal-autofágico, BE.EP.DR
• Assunto(s): Atrofia muscular Receptores adrenérgicos beta 2
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: controle de qualidade de proteína | Disfunção muscular | sinalização beta2-adrenérgica | Fisiologia muscular

Resumo

A atrofia muscular, caracterizada pela redução da área de secção transversa das fibras musculares esqueléticas e diminuição da capacidade de geração de força muscular, é considerada um importante determinante da classe funcional e prognóstico de pacientes em diversas doenças como câncer, sepse e doenças cardiovasculares. Recentemente, os conhecimentos sobre a fisiopatologia da atrofia muscular estabeleceram que o acúmulo de proteínas danificadas, decorrente da perda da homeostase redox e prejuízo no controle de qualidade de proteína (CQP) na musculatura esquelética, pode contribuir para a redução da viabilidade do miócito. O CQP, composto primariamente pelo sistema ubiquitina proteassoma (SUP), lisossomos e chaperonas, tem importante função no monitoramento e proteção da célula contra o acúmulo de proteínas mal-formadas ou danificadas. Responsável por cerca de 90% da degradação de proteínas celulares, o SUP é considerado o principal integrante do CQP em diferentes tecidos (ex. coração e cérebro). Entretanto, o papel do SUP no CQP, bem como seu efeito na função e viabilidade muscular ainda é incipiente. Nossos dados preliminares apontam que mesmo com o aumento da atividade proteolítica do SUP, ainda se observa o acúmulo de proteínas danificadas na musculatura atrófica em modelo animal de constrição crônica do nervo isquiático (CCI), sugerindo um déficit do SUP e consequente prejuízo do CQP no modelo estudado. Sendo assim, no presente projeto de pesquisa propomos inicialmente caracterizar a contribuição do SUP na regulação do CQP durante a progressão da atrofia/disfunção muscular induzida por CCI em ratos. Além disso, estudaremos se o déficit do SUP é compensado pela hiperativação dos outros sistemas envolvidos no CQP da musculatura esquelética. Por fim, avaliaremos se a utilização de terapias que melhoram o CQP na musculatura cardíaca tem efeito benéfico em modelo animal de disfunção/atrofia muscular esquelética, visto que, recentemente demonstramos que alterações pós-traducionais do SUP regulam diretamente o CQP no coração. De fato, a fosforilação/ativação do proteassoma cardíaco pela proteína quinase A (PKA), decorrente da ativação ²-adrenérgica, resulta na melhora do CQP na musculatura cardíaca e aumento da viabilidade do cardiomiócito. Baseados nessa premissa, e considerando que nossos resultados preliminares demonstram um déficit do CQP em modelo de disfunção/atrofia muscular esquelética em ratos, propomos investigar a participação da PKA, decorrente da ativação dos receptores ²-adrenérgicos, na regulação do CQP na musculatura esquelética. Para testar essa hipótese avaliaremos se o tratamento com agonista do receptor ²2-adrenérgico (utilizando doses hipertrófica e eutrófica) interfere no CQP e na função muscular esquelética em modelo de ratos com CCI. Validaremos essa hipótese utilizando camundongos com deleção gênica dos receptores ²2-adrenérgicos (²2KO). Por fim, com o intuito de melhor entender os mecanismos celulares envolvidos na regulação do CQP no mioblasto, bem como compreender a contribuição da PKA, decorrente da ativação ²-adrenérgica, estudaremos a responsividade do CQP frente a diferentes estímulos em cultura primária de mioblastos de camundongos. Além disso, validaremos nossos resultados obtidos na cultura celular utilizando terapias farmacológicas e manipulações genéticas capazes de inibir ou estimular o sinal mediado pelos receptores ²2-adrenérgicos. Considerando a atual relevância clínica da disfunção/atrofia muscular, uma compreensão mais detalhada do CQP no músculo esquelético, bem como sua regulação por interações intermoleculares, serão de grande valia para o futuro emprego de terapias farmacológicas e não farmacológicas que atuem em mecanismos-chave envolvidos na fisiopatologia da disfunção/atrofia muscular. (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)

CAMPOS, JULIANE C.; BAEHR, LESLIE M.; GOMES, KATIA M. S.; BECHARA, LUIZ R. G.; VOLTARELLI, VANESSA A.; BOZI, LUIZ H. M.; RIBEIRO, MARCIO A. C.; FERREIRA, NIKOLAS D.; MOREIRA, JOSE B. N.; BRUM, PATRICIA C.; et al. Exercise prevents impaired autophagy and proteostasis in a model of neurogenic myopathy. SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, AUG 7 2018. (12/14416-1, 16/01633-5, 15/22814-5, 15/20783-5)

CAMPOS, JULIANE C.; BAEHR, LESLIE M.; FERREIRA, NIKOLAS D.; BOZI, LUIZ H. M.; ANDRES, ALLEN M.; RIBEIRO, MARCIO A. C.; GOTTLIEB, ROBERTA A.; BODINE, SUE C.; FERREIRA, JULIO C. B.. beta(2)-adrenoceptor activation improves skeletal muscle autophagy in neurogenic myopathy. FASEB JOURNAL, v. 34, n. 4, FEB 2020. (18/18627-3, 16/01633-5, 17/16540-5, 12/14416-1, 15/50429-9, 17/16694-2)

CAMPOS, JULIANE C.; BOZI, LUIZ H. M.; BECHARA, LUIZ R. G.; LIMA, VANESSA M.; FERREIRA, JULIO C. B.. Mitochondrial Quality Control in Cardiac Diseases. FRONTIERS IN PHYSIOLOGY, v. 7, OCT 21 2016. (12/19379-7, 12/14416-1, 15/20783-5, 12/05765-2, 16/01633-5)

BOZI, LUIZ H. M.; CAMPOS, JULIANE C.. Targeting the ubiquitin proteasome system in diabetic cardiomyopathy. JOURNAL OF MOLECULAR AND CELLULAR CARDIOLOGY, v. 109, p. 61-63, AUG 2017. (12/14416-1, 16/09611-0)

CAMPOS, JULIANE C.; GOMES, KATIA M. S.; FERREIRA, JULIO C. B.. Impact of exercise training on redox signaling in cardiovascular diseases. Food and Chemical Toxicology, v. 62, p. 107-119, DEC 2013. (12/05765-2, 12/14416-1)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

CAMPOS, Juliane Cruz. Controle de qualidade de proteína na disfunção/atrofia muscular esquelética: papel do receptor β2-adrenérgico.. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI) São Paulo.