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Papel protetor da estimulação Beta2-adrenérgica na disfunção/atrofia muscular esquelética: contribuição do sistema lisossomal-autofágico

Processo: 16/01633-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 31 de março de 2016
Vigência (Término): 30 de março de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
Pesquisador responsável:Julio Cesar Batista Ferreira
Beneficiário:Juliane Cruz Campos
Supervisor no Exterior: Roberta Anne Gottlieb
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Cedars-Sinai Medical Center, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:12/14416-1 - Controle de qualidade de proteína na disfunção/atrofia muscular esquelética: papel do receptor beta2- adrenérgico, BP.DR
Assunto(s):Atrofia muscular   Autofagia

Resumo

Os receptores Beta2-adrenérgicos desempenham um papel fundamental na fisiologia muscular esquelética. De fato, a ativação desses receptores é capaz de promover o anabolismo, melhorar a produção de força e atuar na regeneração do músculo esquelético em diversas condições patológicas incluindo distúrbios neuromusculares, sepse, câncer e doenças cardiovasculares. Entretanto, os mecanismos moleculares envolvidos neste processo ainda são elusivos. Nesse sentido, propomos investigar o papel dos receptores Beta2-adrenérgicos na regulação do controle de qualidade da proteína (CQP) no músculo esquelético em modelo animal de desuso muscular induzido por constrição crônica do nervo isquiático. O CQP, impulsionado pelos sistemas proteolíticos ubiquitina-proteassoma e lisossomal-autofágico, consiste na supervisão e no processamento de proteínas mal-enoveladas e/ou danificadas. Nossos resultados preliminares demonstram que a ativação dos receptores Beta2-adrenérgicos é capaz de estimular o CQP que está prejudicado durante o desuso muscular. De fato, a hiperativação dos sistemas proteassomal (50%) e lisossomal (90%) após tratamento sustentado com o agonista dos receptores Beta2-adrenérgicos Formoterol (10 ¼g/kg/dia) foi capaz de conter o acúmulo de proteínas citotóxicas (proteínas mal-enoveladas, ubiquitinadas e carboniladas) observado na disfunção/atrofia muscular esquelética, levando à melhora na contratilidade muscular (450%). Além disso, a inibição sustentada da autofagia utilizando Cloroquina (50 mg/kg/dia), mas não a inibição proteassomal utilizando Bortezomibe (0,2 mg/kg/dia), foi suficiente para abolir in vivo os efeitos benéficos da estimulação Beta2-adrenérgica no CQP na disfunção/atrofia muscular esquelética. Em conjunto, nossos resultados preliminares sugerem que a proteólise mediada pela autofagia, mas não pelo proteassoma, é um fator limitante nos efeitos positivos da estimulação Beta2-adrenérgica na musculatura esquelética disfuncional. Portanto, o objetivo desse projeto de pesquisa é melhor compreender o papel da autofagia durante a disfunção/atrofia muscular esquelética, bem como a sua regulação pela sinalização mediada pelos receptores Beta2-adrenérgicos. A presente proposta de pesquisa (BEPE-Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior) é uma colaboração entre os laboratórios dos professores Dr. Julio C.B. Ferreira (Universidade de São Paulo, Brasil) e Dra. Roberta A. Gottlieb (Cedars-Sinai Medical Center - Los Angeles, EUA). A Dra. Roberta A. Gottlieb é referência mundial na área de autofagia cardíaca e da musculatura esquelética. A pesquisa translacional desenvolvida em seu laboratório se baseia na utilização de várias ferramentas para melhor caracterizar e entender a autofagia em mamíferos. Portanto, essa colaboração internacional nos permitirá investigar o envolvimento da autofagia nos efeitos positivos da sinalização Beta2-adrenérgica durante a fisiopatologia da atrofia muscular. Acreditamos que esta parceria auxiliará sobremaneira na identificação dos mecanismos-chave envolvidos na disfunção/atrofia muscular.

Publicações científicas (4)
(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)
FERREIRA, JULIO C. B.; CAMPOS, JULIANE C.; QVIT, NIR; QI, XIN; BOZI, LUIZ H. M.; BECHARA, LUIZ R. G.; LIMA, VANESSA M.; QUELICONI, BRUNO B.; DISATNIK, MARIE-HELENE; DOURADO, PAULO M. M.; KOWALTOWSKI, ALICIA J.; MOCHLY-ROSEN, DARIA. A selective inhibitor of mitofusin 1-beta IIPKC association improves heart failure outcome in rats. NATURE COMMUNICATIONS, v. 10, JAN 18 2019. Citações Web of Science: 2.
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.; BODINE, SUE C.; FERREIRA, JULIO C. B. Exercise prevents impaired autophagy and proteostasis in a model of neurogenic myopathy. SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, AUG 7 2018. Citações Web of Science: 3.
CAMPOS, JULIANE C.; QUELICONI, BRUNO B.; BOZI, LUIZ H. M.; BECHARA, LUIZ R. G.; DOURADO, PAULO M. M.; ANDRES, ALLEN M.; JANNIG, PAULO R.; GOMES, KATIA M. S.; ZAMBELLI, VANESSA O.; ROCHA-RESENDE, CIBELE; GUATIMOSIM, SILVIA; BRUM, PATRICIA C.; MOCHLY-ROSEN, DARIA; GOTTLIEB, ROBERTA A.; KOWALTOWSKI, ALICIA J.; FERREIRA, JULIO C. B. Exercise reestablishes autophagic flux and mitochondrial quality control in heart failure. AUTOPHAGY, v. 13, n. 8, p. 1304-1317, 2017. Citações Web of Science: 15.
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. Citações Web of Science: 13.

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