Abordagens por análises de células únicas e pela óptica não linear da biologia prostática

Resumo

A próstata é foco de diversas doenças incluindo as prostatites, a hiperplasia prostática benigna e o câncer de próstata. O câncer de próstata atingirá 12,5% dos homens em todas as idades e 50% dos homens com 85 anos de idade. Hiperplasia prostática benigna atinge um maior número de pessoas e ocorre mais precocemente. Nosso interesse está em compreender a fisiologia prostática do ponto de vista da biologia celular e molecular, para melhor entender o comportamento deste órgão e seus diferentes tipos celulares nas doenças. Este projeto está dividido em quatro subprojetos que incluem (a) aspectos do desenvolvimento prostático, com foco nas interações celulares que acontecem extremidade (tip) de crescimento epitelial, em particular a relação entre a diferenciação de células musculares lisas e o settlement das células p63+ ao longo da estrutura epitelial, considerando as sistema MMPs. Informações sobre a biomecânica do desenvolvimento epitelial serão obtidas a partir da análise das células musculares lisas e da deposição de fibras de colágeno. (b) a resposta do órgão à castração, em particular na caracterização de redes de regulação gênica capazes de orquestrar as alterações teciduais no ambiente hipoandrogênico em nível de células únicas, com foco particular na expressão das colagenases (MMP-1, MMP-8 e MMP-11); (c) os processos inflamatórios que afetam a glândula, na prostatite autoimune experimental e na inflamação causada pela dieta baseada em diferentes tipos de ácidos graxos, com ênfase nos macrófagos e, dentre eles, os macrófagos M1142 descrito por nosso grupo. Este subprojeto inclui a análise da microbiota intestinal de camundongos tratados com diferentes dietas, buscando correlações com os marcadores sistêmicos e teciduais da inflamação; e (d) a estrutura e função da proteína ps20, expressa pelas células musculares lisas prostáticas, com atenção devotada a sua possível ação como inibidora de serina-proteases e outras funções biológicas, como o relaxamento das células musculares lisas. Em cada um deles, buscaremos estabelecer o papel de diferentes tipos celulares e suas interações, assim como identificar as moléculas envolvidas, buscando sempre caracterizar os mecanismos responsáveis. Além dos subtipos celulares epiteliais e estromais, estaremos empenhados em identificar células do sistema imune, principalmente os macrófagos, que participam dos diferentes processos em particular na resposta à castração e na prostatite autoimune experimental. Nossa abordagem desses temas estará centrada em duas metodologias principais, a análise do transcriptoma de células únicas (scRNAseq) e as microscopias baseadas em óptica não linear (SHG, FLIM, CARS). A primeira delas consiste no desafio metodológico deste projeto, enquanto a segunda já é de domínio da equipe proponente. Em várias frentes, utilizaremos a experiência de outros laboratórios, como no caso da proteômica, metabolômica e metagenômica. Estaremos empenhados no treinamento de pessoal de nível superior e na divulgação científica dos dados obtidos, assim como avanços tecnológicos e terapêuticos no âmbito do projeto. (AU)