Papel da sinalização mediada por adenosina nas interações neurônios-glia no tronco encefálico durante desafios de hipóxia e acidose

• Processo: 23/14990-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 28 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 27 de março de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Benedito Honorio Machado
• Beneficiário: Karla Lima Rodrigues
• Supervisor: Alexander Gourine
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University College London (UCL), Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 21/08833-8 - Possível participação dos astrócitos de regiões do tronco encefálico nas alterações respiratórias observadas em camundongos submetidos à hipóxia mantida, BP.DR
• Assunto(s): Acidose Adenosina Astrócitos Hipercapnia Hipóxia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acidose | adenosina | astrócitos | hipercapnia | hipóxia | Receptores de Adenosina | Fisiologia cardiovascular, respiratória e neurofisiologia

Resumo

A redução da pressão parcial do oxigênio no sangue arterial (PaO2) ativa os quimiorreceptores periféricos e recruta regiões do tronco encefálico diretamente envolvidos com a geração/modulação das funções autonômicas e respiratórias, a fim de trazer a PaO2 de volta aos níveis normais. Estudos anteriores de nosso laboratório mostraram que camundongos C57BL/6 submetidos à hipóxia mantida (HM, FiO2 0,1 por 24h) apresentaram alterações significativas no padrão respiratório, aumento da atividade vagal, mas sem alterações na atividade simpática. Em um estudo recente realizado em camundongos knockout para receptores de adenosina A2A (KOA2A) em livre movimentação, verificamos alterações significativas nos parâmetros ventilatórios basais, indicando um papel relevante desses receptores na modulação da frequência respiratória. Estes dados em camundongos KOA2A são consistentes com o conceito de que a adenosina é um modulador dos neurônios do tronco encefálico e que a ativação de seus receptores A2A modula a transmissão sináptica nas vias neurais que medeiam os reflexos cardiovasculares e respiratórios. Experimentos realizados em preparação in situ (WHBP) demonstraram que camundongos KOA2A apresentaram maior frequência basal de despolarização do nervo frênico (PND) e redução na incidência de Late-E em relação aos camundongos controle. Estes dados apoiam o conceito de que a adenosina atuando nos receptores A2A desempenha um papel importante na modulação da frequência respiratória, bem como na geração de expiração ativa. Em outra série de estudos realizados em ratos, observamos que as células gliais/astrócitos estão diretamente envolvidas na modulação da transmissão sináptica ao nível do NTS. Nesse contexto, é possível que as alterações no padrão respiratório em camundongos submetidos à hipóxia sustentada estejam relacionadas a alterações na modulação astrocítica via adenosina e seus receptores A2A e A2B no NTS, bem como nos neurônios da medula ventral envolvidos na geração e modulação do ritmo e padrão respiratório. O principal objetivo deste projeto BEPE é utilizar novas abordagens experimentais para avaliar criticamente o envolvimento da adenosina e seus receptores na modulação das respostas respiratórias à hipóxia e acidose (CO2/[H+]) nos núcleos respiratórios do tronco encefálico (BotC/preBotC e RTN/vlPF). Para atingir esse objetivo prepararemos fatias do tronco encefálico contendo BotC/preBotC e RTN/vlPF, e biossensores específicos de ATP e adenosina serão colocados na região ventral do tronco encefálico para avaliar a liberação dessas purinas sob condições desafiadoras como hipóxia e hipercapnia/ acidose em camundongos do tipo wild-type (Figura A). Também avaliaremos alterações na imagem in vitro das ondas de Ca2+ dos astrócitos em resposta à adenosina em camundongos selvagens e deficientes em receptores A2B, a fim de avaliar o papel desses receptores na modulação dos astrócitos (Figura B). Os resultados desse projeto nos ajudarão na melhor compreensão dos mecanismos de sinalização da adenosina em situações de hipóxia, hipercapnia e acidose (CO2/[H+]) em regiões do tronco encefálico diretamente envolvidas com a geração/modulação das funções autonômicas e respiratórias. Além disso, a experiência internacional em laboratório de referência em estudos de interação neuronal e astrocítica em condições de alterações metabólicas, trará para minha rotina acadêmica e laboratorial, técnicas e conceitos inovadores que serão muito importantes para as etapas finais deste projeto de doutorado.