Papel da sinalização Wnt na regulação dos transportadores de glicose GLUT1 e GLUT3 no hipotálamo e no hipocampo de camundongos C57BL/6 pré-diabéticos e obesos

• Processo: 24/21726-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Helena Cristina de Lima Barbosa
• Beneficiário: Isabela de Oliveira e Silva Campos Abreu
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/12864-7 - Triagem de alvos iniciais de neurodegeneração em cérebros de camundongos com DM2 e obesidade e estabelecimento de astrócitos derivados de iPSCs humanas para experimentos in vitro, BE.EP.IC
• Assunto(s): Hipocampo Hipotálamo Obesidade Sistema endócrino
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: disfunção metabólica | Hipocampo | Hipotálamo | obesidade | Sinalização Wnt | Transportadores GLUT | Sistema Endócrino

Resumo

A doença de Alzheimer (DA) é considerada uma das mais importantes epidemias modernas, sendo uma neurodegeneração associada ao avanço da idade e que pode ser agravada por fatores externos, como obesidade e diabetes mellitus tipo 2 (DM2). Entre os marcadores moleculares mais observados, destacam-se o acúmulo de placas beta-amilóide (Abeta) e a formação de emaranhados de neurofibrila (neurofibrillary tangles, NFTs), bem como deficiência e resistência crônica à insulina, gerando falha sináptica e morte neuronal, resultando em déficits cognitivos observados no paciente. Para entender distúrbios iniciais que culminam na neurodegeneração, estudaremos a sinalização pela família de proteínas Wnt, que se destacam por seu papel na regulação de plasticidade sináptica e memória no SNC, além de serem importantes para a homeostase de todos os tecidos e órgãos. Ademais, a sinalização Wnt têm como alvo a expressão dos transportadores de membrana, GLUT, responsáveis por importar glicose pela barreira hematoencefálica e para dentro dos neurônios. Fatores como envelhecimento, obesidade e DM2 afetam a atuação das Wnts, causando um comprometimento na sinalização por essas proteínas e consequências para a importação da glicose para o SNC. Além disso, sabe-se que um potente inibidor da via de sinalização Wnt/beta-catenina, a cinase GSK-3beta, está aumentada em condições de inflamação, hiperglicemia e DM2, e está envolvida em falhas nas vias da sinalização da insulina, afetando a homeostase da glicose. Dados preliminares do nosso grupo de pesquisa revelaram um aumento significativo da expressão gênica de GSK-3beta no hipocampo de camundongos pré-diabéticos em relação aos controles. Deste modo, neste projeto visamos primeiro entender quais proteínas Wnts são principalmente afetadas pelos quadros de envelhecimento, obesidade e DM2 e, a partir desse conhecimento, avaliar se alterações na expressão de Wnts, que causam falhas nas vias pelas quais essas proteínas atuam, acarretam na redução de glicose no SNC devido à redução dos transportadores GLUT. Para isso, faremos uso de camundongos adultos, obeso e pré-diabetico, com o intuito de avaliar se essas condições promovem, no SNC, alterações iniciais que são semelhantes aos da doença de Alzheimer, como por exemplo o aumento de GSK-3beta. Para isso, será feito a técnica de imunofluorescência para avaliar o local de marcação dos transportadores GLUT-1 e 3 no hipocampo, hipotálamo e na barreira hematoencefálica. Por meio de qPCR será feita a análise da expressão gênica das Wnts mais presentes no SNC, de GLUTs e de proteínas juncionais da barreira hematoencefálica, para averiguar se possíveis disfunções da barreira hematoencefálica podem estar associadas à sinalização Wnt. Também será feito Western Blotting para análise do conteúdo proteico de GLUTs presentes no SNC, com o intuito de identificar possíveis regulações associadas à obesidade e ao DM2. Em suma, sabendo que há relação direta entre a neurodegeneração caracterizada como a doença de Alzheimer e a deficiente sinalização de insulina no cérebro (em especial devido à inflamação hipotalâmica), e que este quadro de inflamação hipotalâmica e resistência insulínica central é semelhante ao que ocorre no DM2, é possível que falhas na sinalização Wnt estejam envolvidas nesses processos. Assim, este trabalho busca estender o conhecimento de algumas das minúcias moleculares envolvidas em disfunções do SNC, visando em terapias futuras que buscam não apenas minimizar os sintomas da neurodegeneração, mas também a melhora ou retardo da progressão da doença.