Avaliação funcional do fator de respiração nuclear-1 (Nrf1) em neurônios hipotalâmicos pró-opiomelanocortina

• Processo: 24/01619-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Licio Augusto Velloso
• Beneficiário: Lara Regina Ferreira
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Médicas (FCM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07607-8 - CMPO - Centro Multidisciplinar de Pesquisa em Obesidade e Doenças Associadas, AP.CEPID
• Assunto(s): Metabolismo energético Mitocôndrias Obesidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Metabolismo energético | Mitocôndrias | Neurônios pró-opiomelanocortina | Nrf1 | obesidade | Fisiopatologia Médica

Resumo

Neurônios pró-opiomelanocortina (POMC) do hipotálamo, atuam como sensores de primeira ordem para sinais sistêmicos que indicam as reservas de energia no organismo. Quando ativos, tais neurônios coordenam respostas catabólicas, reduzindo a fome e aumentando o gasto energético. Estudos pregressos indicam que em modelos animais de obesidade induzida por dieta, há uma perda funcional e estrutural de neurônios POMC, gerando um estado de anabolismo que contribui para o aumento do ganho de peso e, consequentemente, obesidade. Desta maneira, neurônios POMC possuem papel central na gênese da obesidade e constituem-se em potenciais alvos para o desenvolvimento de intervenções preventivas e terapêuticas para esta doença. Ademais, neurônios POMC possuem alta demanda energética, logo, a qualidade mitocondrial nestes neurônios é fundamental. Durante o planejamento deste projeto, utilizamos ferramentas de bioinformática para identificar transcritos codificadores de proteínas potencialmente envolvidas com a proteção de neurônios POMC contra estímulos nocivos. Através deste método, identificamos o transcrito do fator de respiração nuclear-1 (Nrf1), codificador da proteína NRF1, o qual possui importante papel na replicação de DNA mitocondrial, respiração mitocondrial e crescimento celular. No entanto, apesar de Nrf1 ser um importante regulador de aspectos fundamentais para qualidade mitocondrial, nenhum estudo pregresso avaliou o papel do Nrf1 em neurônios POMC. Neste projeto, aventamos a hipótese, que por se tratar de um gene com importante papel na regulação estrutural e funcional de mitocôndrias, o Nrf1 poderia participar da proteção de neurônios POMC contra os efeitos nocivos resultantes do consumo de uma dieta rica em ácidos graxos saturados. Para explorar esta hipótese, utilizaremos cepas distintas de camundongos transgênicos repórter para mitocôndria (PhAM-floxed), repórter para POMC (Pomc-cre), com deleção e superexpressão de Nrf1 especificamente em neurônios POMC. Em uma primeira etapa, utilizaremos uma linhagem celular de neurônios POMC (mHypoA/POMC-GFP-1) e avaliaremos o impacto da exposição ao tratamento com ácido graxo saturado (palmitato) na expressão de Nrf1. Em paralelo, utilizaremos camundongos repórter para POMC, alimentados com dieta hiperlipídica para, por meio de microscopia de fluorescência confocal, avaliar a expressão de Nrf1 especificamente em neurônios POMC. Em uma segunda etapa, utilizaremos plasmídeos para inibir e superexpressar Nrf1 na linhagem celular e em camundongos repórter para POMC. Frente a inibição e superexpressão específica de Nrf1, avaliaremos o fenótipo respiratório e estrutura mitocondrial in vitro. Nos camundongos, avaliaremos o fenótipo metabólico, determinando o ganho de peso, ingestão alimentar, consumo de O2, gasto de energia, movimentação espontânea, função do tecido adiposo marrom e estrutura dos neurônios POMC. Por fim, camundongos Pomc-Cre, serão acasalados com camundongos repórter para mitocôndria (PhAM-Floxed), infectados com adenovírus cre-dependente com função inibitória e de superexpressão para Nrf1; os camundongos serão então alimentados com dieta hiperlipídica e o fenótipo mitocondrial de neurônios POMC será avaliado. Acreditamos que a elucidação do papel do Nrf1 em neurônios POMC possa contribuir para avanços na compreensão da fisiopatologia hipotalâmica da obesidade e eventualmente para identificação de novos alvos potencialmente interessantes para intervenções profiláticas e terapêuticas da doença.