Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/36232
Type: Dissertação
Title: Recrutamento da Stress inducible protein (STI-1) desempenha função protetora na resposta ao estresse cardíaco
Authors: Iara Pastor Nogueira
First Advisor: Silvia Carolina Guatimosim Fonseca
Abstract: Sti-1 (Stress inducible protein) é uma importante co-chaperona da maquinaria Hsp70/Hsp90 que desempenha um papel chave na maturação proteica e iniciação de cascatas intracelulares. Todavia, sua contribuição no coração permanece desconhecida. Esse projeto adquire uma alta relevância quando se observa que ensaios de Western Blot de corações humanos de pacientes com insuficiência cardíaca apresentaram expressão reduzida da proteína STI-1, quando comparadas a amostras de pacientes controles. Assim, modelos de estudo animal que apresentam a redução da expressão de STI-1 se fazem importantes na compreensão do papel dessa chaperona na fisiopatologia da insuficiência cardíaca. Dessa forma, o objetivo desse projeto é investigar o impacto da redução da expressão da proteína STI-1 no coração durante a o desenvolvimento fisiológico e frente ao estresse cardíaco causado por agonista adrenérgico, isoproterenol. Foram, portanto, utilizados dois modelos geneticamente modificados, o camundongo STI-1+/- e o ∆TPR, que apresentam redução global da STI-1. Inicialmente, o desenvolvimento corporal, estrutura e funcionamento cardíaco foi avaliado em camundongos selvagem Wild-type (C57BL) e geneticamente modificados com níveis reduzidos de STI-1, com idades entre 8-12 semanas. Em seguida, dois grupos, de cada genótipo, foram tratados por 7 dias; um com salina e outro com isoproterenol intraperitoneal (20mg/Kg/dia). No oitavo dia, após a realização de exame de ecocardiograma, os camundongos foram eutanasiados e os corações, coletados, pesados e usados para histologia, ensaios de Imuno-histoquímica, para isolamento de cardiomiócitos para análises de área celular; extração de proteínas e RNA para ensaios de Western Blot e qPCR, respectivamente. Após a comprovação de que a STI-1 é expressa não só em corações de pacientes humanos, mas também em cardiomiócitos de animais adultos, observou-se que todos os grupos de camundongos apresentaram desenvolvimento corporal e cardíaco semelhante no que tange ao nível molecular, estrutural e funcional. Seguindo o tratamento com isoproterenol, tanto os animais STI-1KO+/- e ∆TPR tratados apresentaram aumento da razão peso do coração pelo comprimento da tíbia quando comparado aos seus controles. No entanto, apenas cardiomiócitos provenientes de camundongos WT tratados com isoproterenol apresentaram hipertrofia celular, principalmente por aumento do diâmetro. Por meio de análises de morfometria, foi observado um significativo aumento na porcentagem de estroma e células inflamatórias, no tecido cardíaco dos animais STI-1KO+/- e ∆TPR tratados com isoproterenol, justificando o ganho de peso cardíaco nesses modelos. Ao mesmo tempo, uma diminuição na porcentagem de cardiomiócitos foi observada com concomitante presença de caspase ativada no tecido e ausência de alterações na expressão da maquinaria Heat shock protein e de marcadores de estresse de retículo. Um ensaio de Western Blot revelou significativo aumento nos níveis de expressão da STI-1 após o tratamento nos animais WT, indicando que o Isoproterenol em um momento inicial recruta a maquinaria da STI-1. Achado equivalente foram vistos em camundongos submetidos à TAC (transverse aortic constriction), sugerindo que este efeito pode se estender à diferentes tipos de modelos de estresse cardíaco. De qualquer forma, o aumento da STI-1 não foi significativo nos animais STI-1KO+/- e ∆TPR. Combinando esses resultados pode-se concluir que apesar da redução da expressão da STI-1 não comprometer a hipertrofia fisiológica que ocorre em resposta ao desenvolvimento cardíaco, ela impacta o processo de hipertrofia patológica. Além disso, corações com uma maquinaria STI-1 comprometida, são mais susceptíveis à desenvolver injuria cardíaca em resposta ao estresse cardíaco causado pelo aumento da atividade adrenérgica. Nossos dados apontam para um importante papel protetor da STI-1 no coração em condições de estresse.
Abstract: STI-1 (Stress inducible protein) is an important co-chaperone of Hsp70/Hsp90 machinery that plays a key role in protein maturation and intracellular cascades initiation. However, its role at heart physiology still unknown. This project becomes relevant when Western Blot assay of human heart samples from heart failure patients showed a reduction in STI-1 levels of expression, when compared to samples from control patients. Therefore, animal models that present a lower level of STI-1 are important to comprehend the role of this chaperone in the physiopathology of heart failure.This way, the main objective of this project is to investigate the impact of reduced STI-1 protein expression on heart during physiological development and in front of a cardiac stress induced by adrenergic agonist, isoproterenol. In this project were used two models of genetic engineering mice, the STI-1+/- e o ∆TPR, with global reduction of STI-1 expression. Initially, body development, cardiac structure and function, were assessed for Wild-type (C57BL) and genetically engineered mice with reduced STI-1 levels, aging from 8-12 weeks. Afterwards two groups were treated for 7 days, one with saline and other with isoproterenol intraperitoneally (20mg/Kg/day). Mice were euthanized after proceeding an echocardiogram exam, and hearts weighted and used in histology for morphometric quantification; in cardiomyocyte isolation for cell imaging and cellular area analysis; in protein extraction for Western Blot analysis; and RNA extraction for qPCR techniques. After confirmation that not only human hearts, but also cardiomyocytes from adult mice express STI-1 protein, was noticed that all mice lines presented similar body and cardiac development, from a molecular, structural and functional aspect. After the treatment, both WT, STI-1KO+/-, and ∆TPR mice treated with isoproterenol showed an increase in heart weight by Tibia length ratio, when compared to their controls. Nevertheless, only isoproterenol stimulated wild-type cardiomyocytes presented cellular hypertrophy, with increased diameter. Through morphometric analysis, a significant increase in stromal tissue and inflammatory cells percentage in STI-1KO+/- and ∆TPR animals stimulated with isoproterenol was observed, justifying the gain in heart weight, without concomitant cellular hypertrophy in this model. At the same time, a decrease in cardiomyocytes was noticed with concomitant major presence of activated caspase in the tissue and no difference in the levels of Heat shock protein machinery and in ER stress markers. A Western Blot assay showed a significant increase of STI-1 level of expression after treatment in WT Animals; indicating that Isoproterenol in an initial moment recruits STI-1 machinery. Equivalents findings were seen in mice subjected to transverse aortic constriction, suggesting this effect can be extended to different cardiac stress models. However, this increased at STI-1 was not significant in STI-1KO+/- and ∆TPR animals. Therefore, combining these results can be concluded that, the reduction in STI-1 protein expression do not affect the physiological hypertrophy from cardiac development, although it compromises the cardiac pathological process. Also hearts with an impaired response from the STI-1 machinery, are more susceptible to develop cardiac injury induced by a major adrenergic stimuli. The project results indicate an important protector role from STI-1 in hearts in front of stress conditions.
Subject: Fisiologia
Cardiomegalia
Insuficiência cardíaca
Isoproterenol
Chaperonas moleculares
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/36232
Issue Date: 15-Jun-2020
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