Explorando a Resiliência e Vulnerabilidade aos Transtornos Psiquiátricos Relacionados ao Estresse no Neurodesenvolvimento: Uma Investigação Multi-Ômica do Hipotálamo

• Processo: 24/02495-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Andre de Souza Mecawi
• Beneficiário: Beatriz Andrade de Souza
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Estudo de associação genômica ampla Metilação Privação materna Neuroendocrinologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gwas | metilação | ncRNAs | Privação materna | snATAC-seq | sn-RNA-seq | Neuroendocrinologia

Resumo

O ambiente interage diretamente com o genoma, promovendo assinaturas epigenéticas nos diferentes estágios da vida, intervindo na expressão gênica e moldando fenótipos associados à saúde ou doença. Exposições a fatores estressores durante o neurodesenvolvimento podem desencadear modificações epigenéticas relacionadas à metilação do DNA, acessibilidade a cromatina e alterações em RNAs não codificantes (ncRNA). Deste modo, as assinaturas epigenéticas de cada tipo celular podem participar diretamente na determinação dos fenótipos de vulnerabilidade ou resiliência ao desenvolvimento de transtornos psiquiátricos relacionados ao estresse (TPRE), como, ansiedade e depressão. O hipotálamo é uma região chave do sistema nervoso central (SNC) para integração de respostas somáticas e neuropsiquiátricas, devido a síntese e secreção de diversos neuropeptídeos como a vasopressina, oxitocina e o hormônio liberador de corticotrofina (CRH) comprovadamente relacionados a fisiopatologia dos TPREs. Por exemplo, experiências estressantes na primeira infância, foram diretamente associadas a alterações permanentes na expressão de genes relacionados ao estresse no eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA). Entretanto, o papel dos mecanismos genéticos, epigenéticos e transcriptômicos nos padrões de vulnerabilidade ou resiliência aos TPRE permanecem pouco compreendido. Nossa hipótese é que estes padrões estão associados a alterações nos mecanismos epigenéticos, incluindo a acessibilidade da cromatina, metilação do DNA e expressão de ncRNA, além de respostas transcriptômicas em populações celulares específicas do hipotálamo. Assim, este projeto tem como objetivo investigar os mecanismos epigenéticos e transcriptômicos do hipotálamo de ratos (Wistar) machos e fêmeas submetidos à privação materna durante o período pós-natal. Para tal, utilizaremos uma abordagem multiômica (snATAC-seq e snRNA-seq) em células únicas do hipotálamo de ratos adultos (75 dias) controle (grupo 1) e que foram submetidos a separação materna no 3º dia pós-natal e que se mostraram resilientes (grupo 2) ou vulneráveis (grupo 3) ao desenvolvimento de TPRE. Além disso, conduziremos uma análise do nível de metilação (metilôma) nesses mesmos grupos de animais no tecido hipotalâmico. Por fim, utilizando técnicas de RT-qPCR, hibridização in situ (RNAscope) e imunofluorescência para validar as alterações de expressão dos ncRNA, mRNAs e proteínas no hipotálamo em decorrência do estresse neonatal e avaliar suas relações com os padrões de vulnerabilidade ou resiliência ao desenvolvimento dos TPREs. Pretendemos ainda mapear as modificações relacionando-as com estudos de investigação genômica ampla (GWAS) revelando ligações entre variações genéticas, modificações epigenéticas e respostas transcriptômicas em diferentes tipos celulares. Além dos aspectos mecanísticos que que serão abordados neste projeto, suas implicações clínicas são promissoras: ao identificar marcadores moleculares associados à resiliência e vulnerabilidade ao desenvolvimento dos TPREs, abre-se a possibilidade de estratégias preventivas e terapêuticas populacionais e personalizadas, considerando a diversidade genética e ambiental dos indivíduos. Este projeto e solicitação de bolsa de doutorado estão vinculados à proposta de auxílio temático em avalição pela FAPESP (2023/13464-7).