Busca avançada
Ano de início
Entree

Dinâmica mitocondrial como fator limitante dos benefícios induzidos pelo exercício no healthspan em Caenorhabditis elegans

Processo: 19/18444-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2019
Vigência (Término): 30 de novembro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
Pesquisador responsável:Julio Cesar Batista Ferreira
Beneficiário:Juliane Cruz Campos
Supervisor no Exterior: T Keith Blackwell
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Harvard University, Boston, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:17/16540-5 - Exercício físico, longevidade e healthspan: uma abordagem molecular e longitudinal no estudo de suas interações, BP.PD
Assunto(s):Dinâmica mitocondrial   Exercício físico   Longevidade   Fisiologia do exercício

Resumo

A gerociência (ciência que estuda o envelhecimento) tem obtido sucesso na identificação de genes evolutivamente conservados e mecanismos moleculares capazes de aumentar a longevidade, principalmente no nematoide Caenorhabditis elegans (C. elegans). Contudo, ainda não está claro se essas estratégias também estão associadas à melhora do healthspan - definido como o período de vida em que um individuo consegue manter uma boa saúde. O exercício físico é considerado uma excelente ferramenta na busca pelo aumento do healthspan. Dentre os mecanismos celulares envolvidos nessa melhora, mudanças na função e conectividade mitocondrial se destacam por ajustar o metabolismo celular à nova demanda energética. Portanto, é parte fundamental deste projeto entender o papel da dinâmica mitocondrial na regulação do healthspan e longevidade em C. elegans. A dinâmica mitocondrial é definida como a capacidade da organela de ajustar seu tamanho, forma e número por meio dos processos de fusão e fissão. Nossos dados preliminares sugerem que o aumento da longevidade nem sempre é acompanhado por melhorias no healthspan, e que o exercício físico é capaz de adiar o declínio do healthspan em linhagem selvagem de C. Elegans, mas não em mutantes que apresentam aumento na longevidade (isp-1, nuo-6, eat-2 e daf-2). Além disso, utilizando dados de RNA-seq disponíveis na literatura, observamos que a redução do healthspan se correlaciona com uma alteração do perfil de expressão de genes que regulam a dinâmica mitocondrial nesses mutantes. Sendo assim, inicialmente iremos caracterizar a capacidade de natação, após o exercício agudo e crônico, em C. elegans mutantes com comprometimento dos processos de fusão (fzo-1) e fissão (drp-1) mitocondrial. Com esses experimentos esperamos entender a contribuição da dinâmica mitocondrial para os benefícios induzidos pelo exercício físico no healthspan. Nossos resultados preliminares indicam que ocorre uma fragmentação mitocondrial ao longo de uma sessão de exercício físico em C. elegans selvagem, e que esse fenótipo está associado à uma diminuição da capacidade física ao longo da sessão. Além disso, a rede mitocondrial é restabelecida 24 horas após o término do exercício. Por fim, planejamos investigar o impacto dos processos de fusão e fissão mitocondrial no healthspan de C. elegans mutantes que apresentam aumento na longevidade (isp-1, nuo-6, eat-2 e daf-2). Acreditamos que a manipulação da dinâmica mitocondrial nesses mutantes, incluindo o prejuízo tecido-específico dos processos de fusão e fissão da organela, será crucial para entender se healthspan e longevidade requerem diferentes redes mitocondriais.O presente projeto é uma parceria entre os laboratórios dos professores Dr. Julio Ferreira (Universidade de São Paulo, Brasil) e Dr. Keith Blackwell (Harvard Medical School, EUA). O laboratório do Dr. Blackwell tem como foco a descoberta de mecanismos moleculares, como destaque para vias metabólicas, que promovam o aumento da sobrevida e um envelhecimento saudável. A pesquisa desenvolvida em seu laboratório se baseia na utilização de várias ferramentas para melhor caracterizar e entender como células e organismos (C. elegans) se defendem contra estresses ambientais e metabólicos. Portanto, essa colaboração internacional nos permitirá investigar um potencial fenótipo mitocondrial envolvido no healthspan e longevidade no contexto do exercício físico. Acreditamos que essa parceria auxiliará sobremaneira na identificação dos mecanismos-chave relacionados ao envelhecimento saudável.