Análise do papel da endonuclease XPG na transcrição nuclear e na integridade do genoma mitocondrial

Autor(es)

Davi Mendes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI)
• Data de defesa: 2024-02-07

Membros da banca

Carlos Frederico Martins Menck; Mário Henrique de Barros; José Renato Rosa Cussiol; Nicolas Carlos Hoch

• Orientador: Carlos Frederico Martins Menck

Resumo

Os mecanismos de reparo do DNA são vitais para manter a integridade genômica e prevenir o acúmulo de lesões no DNA que podem levar a uma ampla gama de doenças, como câncer, distúrbios relacionados ao envelhecimento e neurodegeneração. O reparo por excisão de nucleotídeos (NER) é um dos principais sistemas de reparo do DNA responsáveis por reconhecer e reparar uma variedade de lesões no DNA causadas pela exposição à radiação UV, agentes químicos ou estresse redxox. Deficiências em proteínas de NER podem resultar em distúrbios como o Xeroderma Pigmentosum (XP), caracterizado por extrema sensibilidade à luz UV e um aumento no risco de câncer de pele, e como a Síndrome de Cockayne (CS), doença associada a graves sintomas neurológicos e envelhecimento prematuro. Para investigar os papéis das proteínas de NER, como XPG, na resposta ao estresse redox, linhagens celulares foram geradas por transdução de alelos XPG WT e XPG RJ2 (XP) em uma linhagem celular deficiente em XPG, oriunda de um paciente XP/CS. Primeiramente, as linhagens foram avaliadas após exposição à UV, seguida por avaliação em níveis basais e após estresse redox. Vários parâmetros celulares foram avaliados, incluindo viabilidade celular, ciclo celular e níveis de &#947H2AX. Sondas fluorescentes, anticorpos direcionados a proteínas mitocondriais e análises de imunofluorescência foram utilizados para examinar a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), características mitocondriais e sensibilidade ao estresse redox. Host cell reactivation (HCR) foi empregado para avaliar a capacidade de NER enquanto ensaios de cometa alcalino, combinados com tratamento enzimático de Fpg, permitiram a avaliação de quebras no DNA, bases oxidadas, e a cinética de reparo. Os resultados deste projeto forneceram importantes dados sobre o impacto dos alelos XPG no estresse redox, parâmetros mitocondriais e metabolismo celular. Observou-se que o alelo XPG WT aumentou a sobrevivência e reduziu o estresse redox celular sem aumentar as defesas redox, enquanto a produção de ERO não demonstra ser resultado de disfunção mitocondrial. Curiosamente, células XPG WT apresentaram melhora na respiração mitocondrial e não mitocondrial, sugerindo um potencial benefício metabólico devido à complementação. Por outro lado, o alelo XPG RJ2 aumentou a morte celular, demonstrou perfil semelhante às células XPG/CS, exceto por uma melhoria metabólica parcial com aumento na capacidade de reserva e respiração máxima. Além disso, células XPG/CS exibiram aumento na expressão da piruvato desidrogenase (PyD), provavelmente uma resposta adaptativa para sobreviver ao estresse redox. A origem dessa resposta ainda precisa ser elucidada, e investigações adicionais são necessárias para descobrir os mecanismos subjacentes a essas observações. Essas descobertas lançam luz sobre as relações intricadas entre sistemas de reparo do DNA, respostas celulares ao estresse redox e a manutenção da integridade genômica. Compreender os papéis das proteínas de NER nesses processos tem importantes implicações para ajudar a elucidar os mecanismos de reparo do DNA e suas contribuições para a neurodegeneração e o envelhecimento. (AU)

• Processo FAPESP: 17/18781-0 - Análise do papel da endonuclease XPG na transcrição nuclear e na manutenção do genoma mitocondrial
• Beneficiário: Davi Mendes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto