Impacto do metabolismo de aldeídos na ativação das células satélites e regeneração da musculatura esquelética

• Processo: 18/00916-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 25 de abril de 2018
• Data de Término da vigência: 24 de abril de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Julio Cesar Batista Ferreira
• Beneficiário: Kátia Maria Gomes Andrade
• Supervisor: Da Zhi Wang
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Harvard University, Boston, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 14/15187-1 - Caracterização do metabolismo energético e balanço redox das células satélites musculares esqueléticas: papel do aldeído como sinalizador metabólico, BP.DR
• Assunto(s): Estresse oxidativo Músculo estriado
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aldeído Desidrogenase 2 | Células Satélites | Estresse oxidativo | metabolismo de aldeídos | Músculo Estriado Esquelético | Biologia do Músculo Esquelético

Resumo

As células satélites (CS) são células-tronco da musculatura esquelética responsáveis pela regeneração. A ativação das CS é regulada por uma serie de fatores de transcrição tais como: Pax7, Myf5, MyoD, Migenina. Esses fatores regulam a identidade miogênica das CS, tanto na manutenção do nicho, como nos diferentes estados de ativação (quiescência, proliferação e diferenciação). O metabolismo oxidativo e aumento dos níveis de espécies reativas de oxigênio (EROS) também possuem um importante papel na regulação e manutenção do nicho das células tronco. Sabemos que as EROS iniciam o processo de peroxidação lipídica e consequentemente ocorre a formação de aldeídos tóxicos, tais como o 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE). O 4-HNE é o principal sub produto da peroxidação lipídica e com alta reatividade com macro moléculas tais como proteínas, lipídeos e DNA com formação de adutos. O acúmulo intracelular de adutos com 4-HNE tem um impacto negativo na biologia de células somáticas e progenitoras. Sendo assim, enzimas responsáveis pela remoção de aldeídos tóxicos como o 4-HNE possuem um importante papel na manutenção da homeostase celular. A enzima aldeído desidrogenase 2 (ALDH2) é uma das principais enzimas responsável por remover aldeídos tóxicos. A redução na atividade da enzima ALDH2 e consequente acúmulo de 4-HNE estão relacionados com o agravamento/aparecimento de várias doenças. No entanto, o papel do metabolismo de 4-HNE na biologia das células satélites, bem como a sua contribuição na regeneração da musculatura esquelética ainda não está claro. Neste contexto, o projeto tem como objetivo a caracterização do perfil metabólico das células satélites/mioblastos/miotubos oriundas de camundongos C57BL/6 e ALDH2 knocki-in, bem como a suscetibilidade a sobrecarga de aldeídos. Nossos resultados preliminares demonstram que o 4-HNE exógeno causa uma redução no consumo de oxigênio, taxa de proliferação celular, aumento de necrose e apoptose, bem como alterações do ciclo celular na fase G2/M em mioblastos (C2C12). Interessantemente, a perda da função da enzima ALDH2 tem um impacto negativo na proliferação e consumo de oxigênio (em cultura), mas não altera o número de células satélites (in vivo). Na presente proposta pretendemos analisar o impacto da sobrecarga de aldeídos na fusão de mioblastos e formação de miotubos (em cultura). Também usaremos mioblastos isolados de camundongos C57BL/6 e ALDH2 knock-in para entender a contribuição da enzima ALDH2 na regeneração da musculatura esquelética. Além disso, quantificaremos o número de células satélites no músculo esquelético de camundongos C57BL/6 e ALDH2 knock-in. Todo o material biológico utilizado neste projeto (células e tecido de camundongos C57BL/6 e ALDH2 knock-in) será coletado no Brasil e enviado ao laboratório do Dr. Wang para análise posterior.