Elucidando mecanismos de regulação da ferroptose: as funções da peroxirredoxina 6 e da composição lipídica celular

Autor(es)

Alex Inague

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2023-12-06

Membros da banca

Sayuri Miyamoto; Flavia Carla Meotti; Clarissa Ribeiro Reily Rocha; Luis Eduardo Soares Netto

• Orientador: Sayuri Miyamoto

Resumo

A ferroptose é uma forma de morte celular não-apoptótica que depende da peroxidação de fosfolipídios mediada por ferro. Com seu nome cunhado há 11 anos, a ferroptose constitui hoje um tópico de pesquisa que apresenta crescimento exponencial, incluindo a busca de sua aplicação para combater tumores resistentes a terapias convencionais. Assim, torna-se essencial a elucidação dos mecanismos de regulação da ferroptose, de modo a se revelar possíveis alvos moleculares capazes de tornar células mais ou menos resistente a este tipo de morte. Diversos reguladores ferroptóticos já foram caracterizados, como as enzimas ACSL4 e GPX4. Nesta tese, exploramos outros três fatores que regulam e/ou impactam a morte ferroptótica: a proteína PRDX6, o metabólito 7-DHC e a composição lipídica celular. Utilizando a linhagem celular A-375, verificamos que o knockout da PRDX6 leva ao aumento da sensibilidade à ferroptose. De acordo com a literatura disponível, a função de reparo de membranas e, portanto, anti-ferroptótica da PRDX6 estaria vinculada a duas atividades enzimáticas principais: fosfolipase A2(PLA2) e peroxidase. Não conseguimos identificar a atividade PLA2 através do uso de lipossomos ou micelas e de análise por cromatografia líquida de alta eficiência. Além disso, embora nossos dados demonstrem que a PRDX6 apresenta atividade peroxidásica contra H2O2, ainda não está clara a relevância que esta enzima teria no controle dehidroperóxidos lipídicos. Em fibroblastos embrionários de camundongo, a superexpressão de PRDX6 não é capaz de sustentar o crescimento celular na ausência de GPX4, indicando que a PRDX6 pode apresentar atividade peroxidásica insuficiente. Por outro lado, verificamos que o knockout de PRDX6 promove a diminuição da expressão de selenoproteínas, incluindo a própria GPX4, uma das principais reguladoras da ferroptose. Nossos dados indicam que a função da PRDX6 está ligada ao maquinário de biossíntese de selenocisteína, provavelmente numa via paralela à da enzima selenocisteína liase (SCLY). Experimentos com a PRDX6 recombinante apontam ainda que esta proteína é capaz de se ligar a diferentes compostos de selênio, o que sugere uma possível ação no transporte de selênio intracelular. Outro fator preponderante na sensibilidade de células à ferroptose é sua composição lipídica, por exemplo o conteúdo de esteróis. Através do uso de lipossomos, identificamos um papel antioxidante para o 7-DHC, que inibe a peroxidação de fosfolipídios quando estes são submetidos à oxidação radicalar catalisada por ferro. O 7-DHC, assim como outros antioxidantes lipofílicos, aumenta a resistência de membranas contra a permeabilidade gerada em condição de estresse oxidativo. Utilizando linhagens diversas de S.cerevisiae, mostramos também que este efeito antioxidante não é exclusivo do 7-DHC, mas algo comum a outros esteróis que também possuem duplas ligações conjugadas no anel B, como o ergosterol. Por fim, através de uma análise de lipídios bastante abrangente e detalhada (lipidômica), verificamos que a composição lipídica celular global (lipidoma) é capaz de prover um bom indicativo da sensibilidade de linhagens epiteliais de mama à ferroptose, durante aplicação de terapia fotodinâmica. O remodelamento lipídico destas linhagens foi mapeado, revelando alterações lipídicas importantes e resultantes do tratamento. (AU)

• Processo FAPESP: 17/13804-1 - Mecanismos de detoxificação e reparo de membranas biológicas oxidadas envolvendo a ação da enzima peroxirredoxina 6
• Beneficiário: Alex Inague
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto