Consequências de deficiências de reparo de lesões no genoma

Resumo

O material genético está sob constante agressão do meio ambiente ou mesmo por sub-produtos do metabolismo celular, que induzem lesões na molécula de DNA. As células apresentam várias respostas que as protegem dessas lesões, incluindo sua remoção através de mecanismos de reparo de DNA, ou tolerância a lesões, de forma que o material genético possa ser replicado ou transcrito, apesar dos danos. Nosso grupo tem desenvolvido trabalhos no sentido de compreender como atuam os mecanismos e respostas celulares que mantém a estabilidade genômica, assim como as consequências de lesões não removidas para as células e organismos. A importância desses sistemas para o funcionamento celular é atestada pelo alto grau de conservação evolutiva destes e, em seres humanos, dramaticamente ilustrada pela existência de problemas genéticos relacionados a defeitos em mecanismos de reparo de DNA ou comprometimento das respostas às lesões, que resultam em fenótipos clínicos com alta frequência de carcinogênese, problemas no desenvolvimento, neurodegeneração e envelhecimento precoce. Assim, parte importante deste projeto foca estudos em células humanas, sobretudo aquelas derivadas de pacientes com deficiências em mecanismos de reparo de DNA, como é o caso xeroderma pigmentosum (XP), síndrome de Cockayne (CS), tricotiodistrofia (TTD), além de outras síndromes identificadas mais recentemente. Em um dos subprojetos propostos, pretendemos investigar efeitos dos componentes UV da luz solar. O mecanismo de formação de lesões no genoma pela irradiação UVA, por exemplo, não é completamente compreendido e tampouco as respostas celulares a esses danos, sobretudo em relação a morte ou mutagênese. Dada a importância de processos oxidativos na geração de lesões endógenas nas células, as respostas que levam a diferentes tipos de morte celular após a indução de estresse oxidativo serão investigados em células com deficiências em reparo de DNA, buscando diferenças celulares que simulem os diferentes fenótipos clínicos de pacientes com neurodegeneração. Neste projeto pretendemos também investigar os processos celulares que permitem a replicação no genoma lesado. Abordagens de sequenciamento de nova geração (NGS) estão sendo propostas para estudos de mutagênese e também identificação de mutações e diagnóstico molecular de pacientes brasileiros com XP ou outras doenças relacionada a reparo de DNA. Esses estudos podem trazer dados interessantes das causas de determinados fenótipos clínicos, além de auxiliar os pacientes e seus familiares, com o reconhecimento da doença, possibilitada pelo diagnóstico molecular. Destacamos nesses estudos pacientes XP da região de Goiás, devido à alta frequência observada na região de Faina, onde a incidência é a maior do mundo devido ao isolamento geográfico e casamentos consanguíneos. Ainda neste projeto, pretendemos também estudar como as células humanas respondem a agentes quimioterápicos para câncer, para compreender os mecanismos de reparo envolvidos nas lesões induzidas por essas substâncias e em busca de alternativas terapêuticas que possam potencializar o combate às células tumorais. Finalmente, neste projeto pretendemos também estudar genes relacionados a reparo de DNA em bactérias de interesse básico (Caulobacter crescentus) ou médico (Pseudomonas aeruginosa). No caso da primeira, trata-se de um modelo excelente para estudos de genética bacteriana, e daremos continuidade à identificação da função de novos genes envolvidos na resposta a danos no DNA já iniciada anteriormente por nosso grupo, com sucesso. Com o modelo de P. aeruginosa, pretendemos investigar o envolvimento de genes de tolerância e reparo de DNA na resposta aos compostos antimicrobianos, bem como na mutagênese que leva ao surgimento de resistência a estes agentes. (AU)