Efeitos da proteína Klotho sobre a sinalização de insulina e metabolismo energético no sistema nervoso central.

Autor(es)

Caio Henrique Yokoyama Mazucanti

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI)
• Data de defesa: 2018-01-15

Membros da banca

Cristoforo Scavone; Alícia Juliana Kowaltowski; Tania Marcourakis; Carolina Demarchi Munhoz; Andréa da Silva Torrão

• Orientador: Cristoforo Scavone

Resumo

Mutação na proteína <font face = \"symbol\">b-glucuronidase Klotho tem sido associada com envelhecimento prematuro e disfunção cognitiva. Embora altamente expressa em regiões específicas do encéfalo, as funções da proteína Klotho no sistema nervoso central ainda são desconhecidas. Aqui, mostramos que animais com gene mutado e hipomórfico para a proteína Klotho possuem regulação glicêmica alterada, sugerindo maior sensibilidade à insulina. No sistema nervoso central, vias relacionadas à sinalização intracelular de insulina apresentam-se mais ativadas no hipocampo, com maior ativação de AKT e mTOR e inativação dos fatores de transcrição FOXO. Neurônios hipocampais em cultura parecem responder à estimulação por insulina e glutamato aumentando os níveis de Klotho. De forma coerente, antagonismo de receptor AMPA ou NMDA suprime a expressão neuronal de Klotho. Também mostramos aqui que a forma solúvel da Klotho é capaz de induzir a glicólise aeróbica de astrócitos impedindo a metabolização do piruvato pela mitocôndria, e estimulando seu processamento pela lactato desidrogenase. Inibição farmacológica de FGFR1, fosforilação da ERK e de transportadores de ácidos monocarboxílicos previne a liberação de lactato induzida por Klotho em astrócitos. Inibição da AKT pelo tratamento com Klotho induz a atividade transcricional dos fatores de transcrição FOXO e promove proteção antioxidante em astrócitos pelo aumento de expressão de catalase. De forma similar, tratamento com a Klotho apresentou propriedades antiinflamatórias em astrócitos, impedindo ativação do fator de transcrição NF-<font face = \"symbol\">kB após estímulo com LPS. Em neurônios, tratamento com a proteína Klotho induz ubiquitiniação e degradação proteassomal de PFKFB3. Por fim, provamos que a quantidade de Klotho diminui em hipocampo de animais envelhecidos. Genes e proteínas relacionados ao metabolismo energético e ao acoplamento metabólico de neurônios e astrócitos tem padrão de expressão alterados no hipocampo com o envelhecimento, mostrando que essa pode ser uma característica importante para explicar o declínio cognitivo comum ao processo de envelhecimento. Em conjunto, esses dados sugerem que a Klotho pode ser um novo participante do acoplamento metabólico entre neurônios e astrócitos. (AU)

• Processo FAPESP: 13/10787-8 - Efeitos da proteína Klotho sobre a sinalização de insulina e metabolismo energético no sistema nervoso central
• Beneficiário: Caio Henrique Yokoyama Mazucanti
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado