Eixo metilglioxal - produtos finais de glicação avançada (AGEs) - receptor para AGEs (AGEr): Potencial alvo terapêutico para prevenção e tratamento da disfunção vesical associada a obesidade e diabetes

Resumo

Visão geral: O Diabetes Mellitus (DM) promove diversas complicações no organismo, incluindo disfunção miccional, referida como disfunção da bexiga diabética (DBD) ou cistopatia diabética. As alterações miccionais da DBD compreendem manifestações clínicas que vão da hiperatividade à hipoatividade do músculo liso detrusor. Durante estados de hiperglicemia, há elevação marcante dos níveis de compostos ¿-dicarbonílicos, como o metilglioxal (MGO), que leva à formação dos produtos finais de glicação avançada (AGEs), como metilglioxal-hidroimidazolona (MG-H1), entre outros. O sistema enzimático glioxalase (GLO), compreendendo GLO1 e GLO2, controla o excesso de AGEs no organismo ao promover a degradação do MGO em D-lactato. AGEs interagem com seu receptor (aqui denominado AGEr ou RAGE), elevando os níveis teciduais de espécies reativas de oxigênio (EROs). A glicação de proteínas de matrizes extracelulares, como o colágeno, pelo MGO pode estar implicada na fisiopatologia da DBD. Fundamentos do estudo, objetivos e principais questões a serem respondidas: A administração prolongada de MGO a camundongos normoglicêmicos modifica a função miccional em favor de aumentos da capacidade vesical e do volume residual, e hipercontratilidade detrusora in vitro, os quais são acompanhados de aumento da geração de EROs e deposição de colágeno na parede vesical. O camundongo ob/ob (geneticamente obeso e diabético) também tem níveis elevados de MGO, AGEs totais, MG-H1, AGEr e colágeno no tecido vesical. Estes animais ob/ob manifestam alterações miccionais (aumento do volume total miccionado e do volume por micção) e hipercontratilidade detrusora in vitro. Entretanto, a literatura acerca do papel do eixo MGO-AGEs-AGEr em desordens miccionais ligadas a diabetes / obesidade continua escassa, se restringindo basicamente a trabalhos do nosso grupo de pesquisa. Com este projeto, objetivamos responder se a DBD é devida ao acúmulo endógeno de MGO e à formação de AGEs, resultando em ativação persistente de AGEr e formação de EROs no tecido vesical, que poderá estar associada ou não a alterações do sistema de detoxificação do MGO. Dividimos a proposta em dois subprojetos, a saber: Subprojeto #1: Em modelo animal de diabetes tipo 2 (camundongo ob/ob e db/db) e tipo 1 (camundongo NOD; non-obese diabetic mice), objetivamos responder se a DBD é devida ao acúmulo endógeno de MGO e à formação de AGEs, resultando em ativação persistente de AGEr e formação subsequente de EROs, que poderá estar associada ou não a alterações do sistema de detoxificação do MGO. Subprojeto #2: Objetivamos avaliar se a incubação de bexigas isoladas de animais normoglicêmicos (controles) ou hiperglicêmicos (ob/ob, db/db e NOD) com MGO in vitro reproduz as alterações da contratilidade detrusora observadas in vivo; e se tais alterações são devidas à ativação do eixo AGEs-AGEr-EROs na parede vesical, que pode estar associada ou não defeitos na atividade / expressão de glioxalases. Em fragmentos de bexigas humanas, obtidas de doadores cadáveres ou de pacientes submetidos à cirurgia de ampliação vesical, testaremos o efeito do MGO in vitro sobre a contratilidade detrusora, e reproduzindo-se os dados dos camundongos, avaliaremos os marcadores do eixo MGO-AGEs-RAGE e glioxalases. Métodos gerais: Realizaremos técnicas de avaliação in vivo do comportamento miccional (técnica do papel de filtro em animais acordados) e do perfil cistométrico (técnica de cistometria em animais anestesiados), assim como da contratilidade da bexiga in vitro, as quais serão acompanhadas de quantificação de marcadores bioquímicos e moleculares do eixo MGO-AGEs-AGEr no tecido vesical. A inibição / antagonismo seletivo do eixo MGO-AGEs-AGEr-EROs será também empregado neste estudo, por meio do emprego de RAP (peptídeo antagonista do AGEr), azeliragon (inibidor de AGEr biodisponível por via oral), FPS-ZM1 (inibidor do AGEr), alagebrium ("quebrador" das ligações cruzada de AGEs), GSK2795039 (inibidor da NOX2), GKT137831 (inibidor (AU)