Transferência de citoplasma submetido ao estresse oxidativo como modelo para o estudo da herança de doenças mitocondriais

Resumo

Patologias causadas por mutações no DNA mitocondrial (mtDNA) representam um importante grupo de doenças genéticas em humanos. Todavia, devido ao padrão de segregação distinto do mtDNA, não existem métodos eficientes que permitam prever ou intervir na herança destas patologias. Isso se deve, principalmente, ao desconhecimento dos mecanismos moleculares que governam a herança mitocondrial em mamíferos. Estudos recentes indicam que mtDNA portador de mutação com grave efeito sobre a função da organela é seletivamente eliminado da linhagem germinativa feminina durante a oogênese. Os mecanismos envolvidos neste processo ainda são desconhecidos, mas diversas evidências sugerem que o mtDNA mutante é eliminado com base no seu efeito sobre a função da organela. Em células somáticas a fusão e fissão de mitocôndrias são responsáveis por separar em organelas distintas mtDNAs mutantes dos selvagens. Neste caso, quando as mutações resultam em disfunção da organela, a célula é capaz de identificar e eliminar por autofagia as mitocôndrias portadoras de moléculas mutantes. Similarmente, as mitocôndrias introduzidas pelo espermatozoide no oócito são eliminadas por autofagia imediatamente após a fecundação. Portanto, nossa hipótese é que a autofagia poderia estar envolvida também na eliminação de mtDNAs mutantes advindos do oócito. Sendo assim, o presente projeto propõe investigar a capacidade do embrião de camundongo em identificar e eliminar mitocôndrias disfuncionais durante o desenvolvimento embrionário inicial. Para tanto, zigotos portadores de mtDNA da linhagem NZB/BINJ serão fotossensibilizados com azul de metileno, que gera oxigênio singlete, e parte do citoplasma fotossensibilizado será introduzido em zigotos portadores de mtDNA da linhagem C57BL/6. Os embriões produzidos por transferência de citoplasma serão cultivados in vitro para análise do desenvolvimento a blastocisto, número de cópias de mtDNA e heteroplasmia mitocondrial. O presente projeto deve contribuir para o conhecimento das bases moleculares que regem a herança mitocondrial, o que tem implicação para a prevenção e intervenção sobre a herança de severas patologias humanas causadas por mutações no mtDNA.