Desvendando a dinâmica da expressão gênica e remodelação da cromatina dependente da microbiota no epitélio intestinal e no fígado

• Processo: 23/06408-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Imunologia - Imunogenética
• Pesquisador responsável: Patrick Daniel Varga-Weisz
• Beneficiário: Vinícius Dias Nirello
• Supervisor: Naiara Beraza
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Quadram Institute Bioscience, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 21/00393-9 - Papel da acetilação de histonas na relação entre expressão de genes e metabolismo celular no intestino, BP.DD
• Assunto(s): Metabolismo Microbiota Cromatina Regulação da expressão gênica Histonas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Chromatin | Gene regulation | Histones | metabolism | Microbiota | posttranslational modifications | Interação microbiota-hospedeiro

Resumo

O crosstalk entre a microbiota intestinal e o metabolismo do hospedeiro é um processo complexo e crítico para a fisiologia normal. As células epiteliais intestinais desempenham um papel fundamental nessa relação, construindo barreiras mucosas, secretando mediadores imunológicos e fornecendo antígenos bacterianos. Além disso, os metabólitos da microbiota também afetam diretamente essas células, impulsionando o metabolismo e o desenvolvimento do hospedeiro. O intestino e o fígado estão intimamente ligados, e desequilíbrios na microbiota intestinal e nos ácidos biliares podem levar a perturbações homeostáticas. A interação microbiota-hospedeiro também tem implicações para a regulação epigenética, com ácidos graxos de cadeia curta e produtos metabólicos da bile desempenhando um papel crucial nesse processo. Nossos dados preliminares demonstraram os efeitos da depleção da microbiota induzida por antibióticos no perfil transcricional das células epiteliais intestinais. Observamos respostas globais na função de barreira e absorção entre diferentes tipos de células, destacando o impacto da disbiose na função intestinal. Pode-se observar que a microbiota prejudica a progressão do ciclo celular e modula a atividade das células enteroendócrinas, que produzem hormônios envolvidos na absorção de nutrientes e na resposta imunológica. Também identificamos enterócitos especializados e um fenótipo celular híbrido com funções absortivas e secretoras. Acilações de histonas, como crotonilação, surgiram como um potencial mediador de sinalização microbiota-cromatina, com níveis variáveis de expressão de genes crotonilados em diferentes tipos de células. Os efeitos específicos da disbiose no eixo fígado-intestino e o papel das modificações epigenéticas, especialmente a crotonilação e modificações relacionadas, requerem investigação adicional. Para alcançar nossos objetivos, planejamos integrar conjuntos de dados de single cell RNA-seq, mapear a acessibilidade da cromatina e explorar diferentes composições de microbioma e processos de recuperação. No geral, nosso estudo lança luz sobre a intricada relação entre microbiota, função celular no intestino e no fígado, e regulação epigenética, abrindo caminho para uma melhor compreensão das interações entre hospedeiro-microrganismo e intervenções terapêuticas potenciais. (AU)