Controle neural, hormonal e nutricional da autofagia

• Processo: 19/10420-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Isis Do Carmo Kettelhut
• Beneficiário: Natalia Lautherbach Ennes da Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/10089-2 - Controle neural, hormonal e nutricional da autofagia, AP.TEM
• Assunto(s): Atrofia muscular Músculo esquelético Junção neuromuscular Autofagia Dieta hiperlipídica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atrofia Muscular | Autofagia | dieta hiperlipídica | junçao neuromuscular | Músculo esquelético | Urocortina 2 | Metabolismo de Proteínas

Resumo

A urocortina 2 (Ucn2) é um peptídeo de 38 aminoácidos, membro da família de neuropeptídeos do fator liberador de corticotrofina (CRF). O músculo esquelético expressa tanto a Ucn2 como o seu receptor específico CRF2R² (corticotropin-releasing factor 2² receptor), contudo, apesar dessa notória ação autócrina/parácrina deste peptídeo, praticamente nada se conhece acerca de suas ações na musculatura esquelética (Reyes et al., 2001; Hsu & Hsueh, 2001; Chen et al., 2004; Chen et al., 2006). Sabe-se que o CRF2R² é um receptor acoplado à proteína do tipo Gs, que ativa a adenilil ciclase e a PKA (Chen et al., 2006; Perrin & Vale, 1999). De fato, a Ucn2 estimulou a produção de AMPc em miotubos diferenciados e em tecido muscular isolado (Hinkle et al., 2003). Considerando que o AMPc é o segundo mensageiro que medeia a hipertrofia muscular induzida por agonistas beta-2 (Koopman et al., 2010), um dos objetivos de nosso laboratório tem sido investigar a ação de novos peptídeos que agem por meio deste sinalizador na tentativa de combater a atrofia. Neste sentido, conseguimos recentemente induzir hipertrofia localizada em músculos tibialis anterior de camundongos normais por meio da superexpressão in vivo da Ucn2. Tal efeito anabólico foi associado ao aumento do conteúdo de AMPc muscular e da atividade da PKA, bem como da fosforilação de Akt (Ser473) sugerindo que estes músculos possam ter desenvolvido uma maior sensobilidade à insulina. Muito pouco se sabe como o AMPc pode levar à fosforilação da Akt, mas a proteína Epac (efetor downstream do AMPc), um alvo não clássico da PKA, pode ser a mediadora do cross-talk entre a via de sinalização canônica da Ucn2 (AMPc/PKA/CREB) e a via da insulina/IGF-1 (Baviera). De fato, estudos in vitro de nosso laboratório demonstraram que a Epac, via ativação da PI3K, promove fosforilação e ativação da Akt em músculos esqueléticos de ratos normais (BAVIERA et al., 2010). Consistente com estes resultados, nosso modelo experimental de hipertrofia também apresentou maior conteúdo de Epac e de dois alvos-downstream de Akt: Foxo1 (Ser256) e S6 (Ser235/236). Uma vez fosforilado pela Akt, Foxo transloca-se do núcleo para o citosol e torna-se inativo, resultando na supressão de diferentes componentes dos sistemas proteolíticos Ub-proteassoma (atrogin-1 e MuRF1) e lisossomal/autofágico (LC3, Gabarap e catepsina L) (Nader, 2005; Sandri et al., 2004). Corroborando estes achados, a Ucn2 foi capaz de reduzir a proteólise lisossomal in vitro em músculos EDL isolados de ratos normais, bem como reduzir a atrofia induzida pela desnervação motora in vivo (dados não publicados). A ação antiatrófica e antiautofágica da Ucn2 pode ter um impacto positivo na manutenção da placa motora visto que o incremento no turnover de AChRs no modelo atrófico de desnervação foi associado à maior interação entre MuRF-1 e Bif-1 (fator regulador da autofagia) (Rudolf et al., 2013). Além disso, nosso grupo demonstrou que o efeito hipertrófico da Ucn2 in vivo envolve a participação de ERK1/2, quinases alvos de fosforilação da insulina e que têm sido implicadas no controle da expressão de genes da subunidade do AChR na JNM (Tansey et al., 1996; Altiok et al., 1997; Si & Meu, 1999). Dando continuidade a estes estudos, o presente projeto testará a hipótese de que a Ucn2, através da modulação da maquinaria autofágica, possa regular o processo de remodelamento das sinapses musculares em músculos desnervados. Considerando prévias evidências de que músculos esqueléticos de animais KO Atg7sm desenvolvem maior sensibilidade à insulina no modelo de dieta hiperlipídica (Kim et al, 2013), pretendemos também combater o catabolismo proteico e melhorar a sensibilidade à insulina neste modelo de diabetes em músculos transfectados com Ucn2.