Modulação do fluxo metabólico mitocondrial por receptores beta de estrogênio em hepatócitos em resposta a sobrecargas energéticas

• Processo: 24/13461-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Alicia Juliana Kowaltowski
• Beneficiário: Débora Santos Rocha
• Supervisor: Maria Rohm
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: German Research Center for Environmental Health, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 21/04781-3 - Regulação do metabolismo energético pelo receptor de estradiol do tipo beta em hepatócitos e adipócitos submetidos à sobrecarga energética, BP.PD
• Assunto(s): Estradiol Mitocôndrias Metabolismo mitocondrial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: estradiol | hepatócito | mitocôndria | Metabolismo mitocondrial

Resumo

A sinalização do estrogênio é crucial tanto para as funções reprodutivas quanto para o metabolismo energético. O estradiol (E2) aumenta a produção e secreção de insulina nas células beta pancreáticas e a sinalização da insulina em vários tecidos, incluindo o fígado. Este projeto visa investigar o impacto do ER² no metabolismo hepático, um tema que permanece pouco explorado.A deficiência de E2 na pós-menopausa aumenta o risco de doenças metabólicas, causando acúmulo de tecido adiposo visceral e níveis elevados de ácidos graxos livres (AGL), que prejudicam a sensibilidade à insulina. A terapia de reposição hormonal (TRH) com E2 pode melhorar a distribuição do tecido adiposo e a sensibilidade à insulina, mas tem efeitos colaterais potenciais, incluindo um risco maior de cânceres responsivos a hormônios. No fígado, o ER± medeia principalmente muitos benefícios do E2, reduzindo os níveis de triglicerídeos e a esteatose. Além disso, estudos preliminares sugerem que o ER² também pode reduzir o acúmulo de triglicerídeos nos hepatócitos e melhorar a distribuição do tecido adiposo para um padrão mais sensível à insulina. Embora a ativação do ER± esteja ligada a benefícios metabólicos, ela implica riscos de câncer, tornando o ER² um alvo potencialmente mais seguro devido aos seus efeitos indicativos antitumorais.Os efeitos mitocondriais da ativação do ER² ainda estão sob elucidação. Estudos preliminares indicam que o ER² pode aumentar a capacidade respiratória mitocondrial e a biogênese. Considerando isto e, dados os problemas crescentes da obesidade e do envelhecimento, a investigação do papel do ER² nos hepatócitos poderá revelar novas abordagens terapêuticas.Nossos resultados, até o momento, indicam que a ativação seletiva do ER² não altera significativamente o estado estacionário metabólico nos hepatócitos. No entanto, a ativação do ER² modifica a resposta dos hepatócitos aos desafios metabólicos. Uma vez que o fígado afeta o metabolismo dos carboidratos, lípidos e proteínas, isto pode afetar vários tecidos, incluindo o pâncreas endócrino e tecido adiposo. Estudos em animais estão em andamento para explorar esses efeitos.Para entender melhor o impacto metabólico do ER², está planejada a análise do metaboloma e o uso de análise de fluxo metabólico dinâmico com traçadores isotópicos estáveis (13C). Este método, que não é difundido nos nossos centros de investigação, mas é utilizado internacionalmente, fornecerá informações detalhadas sobre os fluxos de carbono que estão a promover estes resultados metabólicos. A colaboração com o laboratório da Dra. Maria Rohm, que possui expertise na avaliação de doenças metabólicas, com foco no metabolismo de carboidratos e lipídios, bem como experiência em análise fluxômica, apoiará esta análise avançada.As células AML12 serão tratadas por 24h com veículo ou diarilpropionitrila (agonista de ER²) em meio controle ou glicolipotóxico (alta glicose + palmitato). A primeira abordagem experimental avaliará os efeitos crônicos da ativação do ER² nas células intactas e em mitocôndrias insoladas. O segundo experimento avaliará a flexibilidade metabólica estimulando as células com epinefrina ou insulina após 24 horas de tratamento. A análise fluxômica medirá a resposta a esses estímulos. Além disso, moduladores farmacológicos serão usados para alterar as principais atividades enzimáticas para investigar seu impacto na oxidação do piruvato e dos ácidos graxos. (AU)