Elucidação da composição e função da coroa proteica nas vesículas da matriz (MVs): um novo mecanismo de controle da biomineralização?

• Processo: 24/17743-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Larwsk Hayann Gonçalves da Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/08568-2 - Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/23040-5 - Explorando o papel das vesículas extracelulares na regulação da diferenciação de osteoblastos e no reparo ósseo., BE.EP.PD
• Assunto(s): Osteoblastos Vesículas Vesículas extracelulares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: mineralização biológica | osteoblastos | Protein Corona | vesículas | Vesiculas da matriz | vesículas extracelulares | Bioquímica/Biofísica

Resumo

Celulas osteocompetentes, como condrócitos hipertróficos, osteoblastos e odontoblastos liberam uma classe especial de vesículas extracelulares denominadas vesículas de matriz (MV) que estão envolvidas na deposição de minerais de apatita nos locais de calcificação óssea e dentária. Durante a formação de calcificações fisiológicas e patológicas, acredita-se que as MV sejam liberadas por brotamento externo das microvilosidades apicais de celulas osteocompetentes, se ligam a fibrilas de colágeno e iniciam a biomineralização em virtude de sua maquinaria bioquímica. O processo de síntese e liberação das MV ainda está sob discussão. Atualmente, diversos estudos demonstram a similaridade de proteínas arranjadas na bicamada lipídica das MV com aquelas encondradas em microvilosidades das células parentais que deram origem as MV. Contudo, recentemente um estudo comparando o proteoma de MV e microvilosidades apicais isoladas de linhagem de osteoblastos demonstrou que várias das proteínas das MV não têm origem em microvilosidades. O mesmo estudo sugere que após sua liberação, proteínas derivadas do espaço extracelular (ECS) podem adsorver e formar uma coroa de proteínas periféricas na superfície das MV, tal como ocorre com nanopartículas em contato com meio corpóreo. O papel biológico desta coroa proteica é ainda desconhecido. Desta forma, a complexidade do processo de mineralização óssea e seus processos regulatórios levam a questão principal deste projeto: Qual o papel destas proteínas superficialmente adsorvidas nas MV? Seriam elas as responsáveis pela seletiva ligação dessas vesículas às fibrilas de colágeno? Possuem elas algum impacto sobre o processo de comunicação célula-célula?, e como elas comportam-se em processos de mineralização ectópica (patológica)? O desenvolvimento deste projeto de pós-doutorado visa elucidar as questões formuladas acima por meio do estudo do papel da coroa protéica presente nas MV. Para isso, será realizada caracterização da composição lipídica e das propriedades físico-químicas e biológicas dessa estrutura vesicular altamente complexa e metabolicamente ativa.. Pretende-se identificar as proteínas do ECS que adsorvem nas MV liberadas por (1) osteoblastos (linhagem celular MC3T3-E1), (2) osteoblastos maduros isolado da calvária e (3) ossos longos de camudongos. Além disso, investigaremos se as proteínas adsorvidas pós-liberação no ECS possuem funções biológicas moduladoras na habilidade das vesículas se ligarem a fibrilas de colágeno e iniciar a biomineralização. O desenvolvimento do projeto fornecerá uma visão profunda sobre um aspecto inédito e inexplorado das MV: sua habilidade de funcionar como nanorreatores de mineralização ancorados ao colágeno e moduladas pelas proteínas do ECS. Esta proposta tem potencial de aplicação biotecnológico, pois permitirá ainda desenvolver abordagens diagnósticas e terapêuticas para patologias relacionadas ao tecido ósseo e é uma linha complementar importante do Projeto Temático (2019/08568-2), em andamento financiado pela FAPESP.