Estudo da interação de PHOSPHO1 e nSMase2 com membranas modelo: uma possível correlação na secreção de vesículas da matriz

• Processo: 21/13140-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 29 de setembro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Luiz Henrique da Silva Andrilli
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/08568-2 - Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/14655-0 - Biogênese da Vesícula da Matriz (VM) durante a mineralização fisiológica e calcificação ectópica., BE.EP.DR
• Assunto(s): Química de macromoléculas Mineralização Membrana celular Esfingomielina fosfodiesterase Osteogênese Regeneração óssea
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: esfingomielinase | Mineralização | Modelo de membrana | Phospho1 | surface interactions | Vesiculas da matriz | Química de Macromoléculas

Resumo

A mineralização do tecido ósseo é um processo altamente ordenado que inicia com a liberação de Vesículas da Matriz (VMs) a partir da membrana plasmática de células osteogênicas, sendo responsáveis por fornecer as condições necessárias à nucleação e crescimento dos primeiros minerais de fosfato de cálcio, que são posteriormente liberados na matriz orgânica do osso para a continuidade do processo. Pouco se sabe acerca dos fatores que regulam o brotamento de VMs a partir das células progenitoras, no entanto, a presença de Esfingomielinase (nSMase2), uma enzima chave na biogênese de vesículas extracelulares e também presente no proteoma de VMs, permite algumas especulações. Nesse contexto, este projeto propõe um estudo abrangente da interação de nSMase2 com modelos de membrana (monocamadas e bicamadas) que mimetizam a composição lipídica das VMs (abundantes em colesterol e esfingomielina). Além disso, um possível mecanismo de sinergia entre nSMase2 e Fosfoetanolamina/fosfocolina Fosfatase 1 (PHOSPHO1) (cujo substrato é produto da atividade da nSMase2) será investigado no que diz respeito ao seu envolvimento na secreção de VMs. A caracterização da interação com monocamadas de Langmuir será feita a partir de medidas de variação de pressão superficial, além da utilização de técnicas microscópicas (BAM e microscopia de fluorescência), espectroscópicas (PM-IRRAS), e reológicas. As interações em modelos de bicamadas serão avaliadas por meio de técnicas clássicas de caracterização de nanopartículas (DLS, NTA, AFM, potencial zeta), além de análises calorimétricas. Por fim, o efeito da inibição da atividade dessas enzimas na secreção de VMs em culturas de osteoblastos será avaliado quanto à qualidade/quantidade (DLS, NTA, potencial zeta) e capacidade de mineralização in vitro dessas vesículas. Os resultados gerados pelo projeto poderão abrir novos caminhos para a elucidação e controle da via biogênica das VMs, essencial para uma melhor compreensão do processo de formação óssea, bem como para o desenvolvimento de abordagens terapêuticas para regeneração/reparo ósseo mais eficientes. (AU)

Publicações científicas

(6)

(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)

SEBINELLI, HEITOR GOBBI; ANDRILLI, LUIZ HENRIQUE SILVA; FAVARIN, BRUNO ZOCCARATTO; CRUZ, MARCOS AANTONIO EUFRASIO; BOLEAN, MAYTE; FIORE, MICHELE; CHIEFFO, CAROLINA; MAGNE, DAVID; MAGRINI, ANDREA; RAMOS, ANA PAULA; et al. Shedding Light on the Role of Na,K-ATPase as a Phosphatase during Matrix-Vesicle-Mediated Mineralization. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 23, n. 23, p. 19-pg., 2022-12-01. (19/25054-2, 21/13140-1, 17/20846-2, 19/08568-2, 22/05026-7)

ANDRILLI, LUIZ H. S.; SEBINELLI, HEITOR G.; FAVARIN, BRUNO Z.; CRUZ, MARCOS A. E.; RAMOS, ANA PAULA; BOLEAN, MAYTE; MILLAN, JOSE LUIS; BOTTINI, MASSIMO; CIANCAGLINI, PIETRO. NPP1 and TNAP hydrolyze ATP synergistically during biomineralization. PURINERGIC SIGNALLING, v. N/A, p. 14-pg., 2022-07-23. (19/25054-2, 19/08568-2, 21/13140-1, 17/20846-2)

PASQUARELLI, ALBERTO; SILVA ANDRILLI, LUIZ HENRIQUE; BOLEAN, MAYTE; FERREIRA, CLAUDIO REIS; EUFRASIO CRUZ, MARCOS ANTONIO; DE OLIVEIRA, FLAVIA AMADEU; RAMOS, ANA PAULA; MILLAN, JOSE LUIS; BOTTINI, MASSIMO; CIANCAGLINI, PIETRO. Ultrasensitive Diamond Microelectrode Application in the Detection of Ca2+ Transport by AnnexinA5-Containing Nanostructured Liposomes. BIOSENSORS-BASEL, v. 12, n. 7, p. 15-pg., 2022-07-01. (21/13140-1, 19/08568-2, 17/25475-2)

VESCHI, EKEVELINY AMABILE; BOLEAN, MAYTE; DA SILVA ANDRILLI, LUIZ HENRIQUE; SEBINELLI, HEITOR GOBBI; STRZELECKA-KILISZEK, AGNIESZKA; BANDOROWICZ-PIKULA, JOANNA; PIKULA, SLAWOMIR; GRANJON, THIERRY; MEBAREK, SAIDA; MAGNE, DAVID; et al. Mineralization Profile of Annexin A6-Harbouring Proteoliposomes: Shedding Light on the Role of Annexin A6 on Matrix Vesicle-Mediated Mineralization. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 23, n. 16, p. 15-pg., 2022-08-01. (19/25054-2, 21/13140-1, 17/20846-2, 19/08568-2, 22/05026-7)

FERREIRA, CLAUDIO R.; CRUZ, MARCOS ANTONIO E.; BOLEAN, MAYTE; ANDRILLI, LUIZ HENRIQUE DA S.; MILLAN, JOSE LUIS; RAMOS, ANA PAULA; BOTTINI, MASSIMO; CIANCAGLINI, PIETRO. Annexin A5 stabilizes matrix vesicle-biomimetic lipid membranes: unravelling a new role of annexins in calcification. EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, v. 52, n. 8, p. 13-pg., 2023-11-08. (19/08568-2, 21/13140-1, 19/25054-2)

ANDRILLI, LUIZ H. S.; SEBINELLI, HEITOR G.; COMINAL, JUCARA G.; BOLEAN, MAYTE; HAYANN, LARWSK; MILLAN, JOSE LUIS; RAMOS, ANA P.; CIANCAGLINI, PIETRO. Differential effects of the lipidic and ionic microenvironment on NPP1's phosphohydrolase and phosphodiesterase activities. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, v. 1866, n. 4, p. 13-pg., 2024-02-13. (21/03697-9, 22/04885-6, 21/13140-1, 19/25054-2, 19/08568-2)