EFEITO DA ESTIMULAÇÃO BETA-ADRENÉRGICA EM TECIDOS MUSCULARES HUMANOS 3D DERIVADOS DE iPSC CARREGANDO MUTAÇÃO SOD1-G93A OU TARDBP/TDP-43 Q331K

• Processo: 25/04777-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Julio Cesar Batista Ferreira
• Beneficiário: Lisley Santos Ramalho
• Supervisor: Alexander Simon Tulloch Smith
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Washington, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 22/08635-4 - Papel do Sistema Nervoso Simpático na Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), BP.DR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amyotrophic lateral sclerosis | beta-adrenergic stimulation | Dysautonomia | iPSC-derived engineered muscle tissues | neuromuscular disease | SOD1 and TDP-43 mutation | Degeneração neuromuscular

Resumo

A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa terminal caracterizada por atrofia do músculo esquelético, paralisia e morte devido à perda progressiva de neurônios motores superiores e inferiores (corticais e espinhais).Uma característica patológica fundamental da ELA, tanto na forma esporádica quanto na familiar, é a agregação citoplasmática de proteínas como SOD1 e TDP-43. Frequentemente subestimada, a disautonomia tem sido relatada em pacientes com ELA. No entanto, sua contribuição para o início e a progressão da doença ainda é pouco compreendida.Nossos achados preliminares demonstram que camundongos com ELA portadores da mutação SOD1-G93A apresentam disautonomia, caracterizada por aumento do tônus simpático, redução do tônus parassimpático e níveis elevados de norepinefrina no músculo esquelético e na circulação em estágios avançados da doença, em comparação com os controles. Como prova de conceito, tanto a administração sustentada de isoproterenol quanto a indução genética de hiperatividade simpática aceleram os sintomas da ELA em camundongos mutantes SOD1-G93A. Curiosamente, a estimulação adrenérgica sustentada causa hipertrofia do músculo esquelético em camundongos selvagens (WT), mas não nos camundongos com ELA. Esses achados sugerem que a falta de resposta do músculo esquelético à estimulação adrenérgica nos camundongos com ELA é causada, pelo menos em parte, pela regulação negativa maciça dos receptores beta-adrenérgicos no músculo esquelético induzida pela disautonomia.Considerando que o músculo esquelético apresenta uma alta densidade de receptores beta-adrenérgicos (principalmente do subtipo beta-2), os quais parecem estar gravemente afetados na ELA, propomos explorar as consequências funcionais, morfológicas e bioquímicas da estimulação adrenérgica sustentada em tecidos musculares 3D derivados de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (iPSC-EMTs).Especificamente, investigaremos se a presença da mutação SOD1-G93A editada por CRISPR prejudica a resposta dos tecidos musculares 3D derivados de iPSC humanos à estimulação adrenérgica sustentada. Esses achados serão validados utilizando outra mutação, TARDBP/TDP-43 Q331K, também associada à ELA em humanos.Nossa hipótese é que a estimulação adrenérgica sustentada dessensibilizará os receptores beta-2 adrenérgicos nos iPSC-EMTs humanos portadores das mutações SOD1-G93A ou TARDBP/TDP-43 Q331K, mas não nas células selvagens, atenuando, assim, a ativação de vias pró-sobrevivência e o remodelamento tecidual benéfico associado à ativação dos receptores beta-2 adrenérgicos.Nossos achados fornecerão novos insights sobre o papel da estimulação adrenérgica no músculo esquelético na ELA, contribuindo, assim, para o desenvolvimento e validação de novos alvos e estratégias terapêuticas para o tratamento da doença.