Efeitos da radiação solar na atividade mitocondrial e na síntese de protoporfirina IX

• Processo: 21/08521-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Mauricio da Silva Baptista
• Beneficiário: Manuel Alejandro Herrera López
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/21143-9 - Regulação do metabolismo dos ácidos graxos pela luz vermelha em queratinócitos primários e modelos equivalentes de pele, BE.EP.DD
• Assunto(s): Dermatologia Radiação solar Função mitocondrial Protoporfirinas Fototoxicidade Mitocôndrias Queratinócitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fototoxicidade | função mitocondrial | Metil-Aminolevulinato | Protoporfirinas | queratinócitos humanos | dermatologia e danos celulares na pele

Resumo

A pele tem papel importante na manutenção da homeostase do organismo, oferecendo uma barreira eficaz contra agentes externos, incluindo a radiação solar. A exposição exagerada ao sol causa produção descontrolada de espécies químicas reativas, como estados eletronicamente excitados, radicais livres e outras espécies oxidantes, acarretando o desbalanço da sinalização e da homeostase redox e culminando no aumento de danos na estrutura e na função de biomoléculas. Estratégias atuais de fotoproteção são inadequadas, pois atentam somente para a faixa da radiação solar que causa o eritema cutâneo, que é principalmente a faixa do ultravioleta B (UVB, 280-320nm). Consequentemente, a mensuração da eficácia de foto-proteção é baseada principalmente na medida do aumento relativo do tempo de irradiação UVB que leva ao eritema. Não são considerados nestas medidas os radicais livres produzidos na pele, mais da metade dos quais advém da absorção de fótons na região do visível (400-700nm). Os fótons das faixas do UVA (320-400nm) e visível penetram mais profundamente na pele e não são filtrados ou espalhados pelos fotoprotetores atuais. Como não há método eficiente para se avaliar o dano e a proteção solar de forma compreensiva, neste trabalho estamos levantando a hipótese de fazer esta avaliação através da estimativa da atividade/viabilidade de mitocôndrias da pele. Fótons, tanto da região do UV quanto do visível, são absorvidos por moléculas endógenas fotossensibilizantes, que estão presentes em concentrações elevadas nas mitocondriais (por exemplo, flavinas e citocromos), originando espécies excitadas e reativas e causando danos irreversíveis nesta organela. Danos em mitocôndrias de células epiteliais podem levar a inúmeras consequências para o tecido cutâneo. Por outro lado, não há método disponível atualmente que possa medir a atividade das mitocôndrias na pele de indivíduos expostos ao sol. A protoporfirina IX (PPIX) é um fotossensibilizador e fluoróforo natural, sendo biossintetizado nas mitocôndrias a partir do ácido aminolevolinico (ALA). A velocidade de síntese de PPIX, que pode ser avaliada por equipamentos simples de fluorometría, parece depender da viabilidade das mitocôndrias. Neste projeto pretendemos compreender como a função mitocondrial e a produção de PPIX são afetadas pela luz solar em distintas faixas de comprimento de onda. Em modelos 2D e 3D de queratinócitos humanos, avaliaremos a função mitocondrial e a produção de PPIX induzida pela administração externa de ácido metil aminolevolínico (m-ALA, um derivado lipofílico do ALA) e correlacionando com experimentos associados a marcadores moleculares/celulares de autofagia. Esperamos compreender como os diferentes comprimentos de onda da luz solar afetam a função e a estrutura das mitocôndrias e como isso se correlaciona com a produção de PPIX. Além de trazer subsídios para um entendimento aprofundado do efeito da luz na pele, este conhecimento pode levar ao desenvolvimento de um método mais robusto de quantificação de fotodano baseado na produção de PPIX induzido por m-ALA. (AU)