Efeitos do nocaute condicional de Pdia3 durante o desenvolvimento no hipocampo de camundongos: avaliação de alterações comportamentais, histológicas e moleculares

• Processo: 24/00317-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biologia Geral
• Pesquisador responsável: Danilo Bilches Medinas
• Beneficiário: Nayrob Pereira
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06287-6 - Papel da proteína dissulfeto isomerase A3 em aprendizagem e memória, AP.JP
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: endoplasmic reticulum | learning and memory | protein biogenesis | Proteostasis | synaptic plasticity | Neurociência morfofuncional

Resumo

O enovelamento redox através da formação de pontes dissulfeto constitui uma etapa essencial na biogênese de proteínas de membrana e proteínas secretadas que passam pelo do retículo endoplasmático (RE), conferindo estabilidade estrutural ao mesmo tempo que permite transições conformacionais para sinalização celular. Este processo é finamente regulado para manter a homeostase proteica (ou proteostase) do RE, sendo catalisado por oxirredutases da família das proteínas dissulfeto isomerases (PDIs). Cerca de 20 membros da família PDIs foram descritos, com diferentes especificidades de substratos e distribuição tecidual. A alteração da atividade das PDIs pode perturbar a proteostase do RE, levando ao acúmulo de proteínas mal enoveladas e agregadas na organela, uma condição conhecida como estresse do RE. Tal condição tem sido associada a eventos patogênicos que contribuem para uma variedade de distúrbios neurológicos, como disfunção sináptica, neuroinflamação e apoptose. Existem claras evidências genéticas e bioquímicas que implicam a proteína dissulfeto isomerase A3 (PDIA3) de forma transversal a patologias do sistema nervoso. Contudo, seus papeis em populações neuronais que compõe diferentes redes neurais nestas patologias permanece desconhecido. O RE é uma organela fundamental para a morfogênese neuronal e a transmissão sináptica, onde PDIA3 catalisa o dobramento redox de proteínas glicosiladas que interagem com calnexina (CNX) e calreticulina (CRT), chaperonas tipo lectina. A elucidação dos mecanismos moleculares e celulares governados pela PDIA3 em neurônios de diferentes regiões do sistema nervoso pode revelar aspectos fundamentais da função de neurônios e sua vulnerabilidade em condições patológicas. Neste projeto de tese, pretendemos definir a contribuição da PDIA3 para aprendizagem e memória, processos cognitivos comprometidos em distúrbios associados à PDIA3, realizando experimentos de perda de função durante o desenvolvimento do hipocampo de camundongos. Nossa hipótese é que PDIA3 promove aprendizagem e memória ao catalisar o enovelamento redox de proteínas essenciais para a formação de circuitos neurais e atividade sináptica dos neurônios. Utilizando uma bateria de testes comportamentais, determinaremos se a deleção de Pdia3 em estágios finais do desenvolvimento embrionário de camundongos afeta diferentes tipos de aprendizagem e memória na idade adulta. Em seguida, realizaremos uma investigação histológica sistemática do tecido do hipocampo para analisar aberrações morfológicas de subpopulações neuronais, alterações do conteúdo sináptico, além de respostas ao estresse do RE, que podem estar associadas a possíveis fenótipos cognitivos. Paralelamente, realizaremos cultura primária do hipocampo para monitorar o impacto da deleção de Pdia3 na maduração neuronal. Finalmente, realizaremos análises proteômicas de agregados de proteínas e frações de sinaptossoma do tecido do hipocampo para determinação de alterações moleculares resultantes da deficiência de PDIA3. Utilizando esta estratégia experimental, iremos gerar conhecimento crítico sobre a participação de PDIA3 na formação e função das conexões neuronais no hipocampo relevantes para aprendizagem e memória que podem estar comprometidas em condições patológicas.