Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/45686
Type: Dissertação
Title: Análise comparativa do proteoma do tecido cardíaco de camundongos fêmeas jovens, idosas e idosas tratadas com estradiol
Authors: Ana Carolina Lara Ribeiro
First Advisor: Rafaela Fernandes da Silva
First Co-advisor: Thiago Verano Braga
First Referee: Maria José Campagnole dos Santos
Second Referee: Pedro Pires Goulart Guimarães
Abstract: Introdução: O envelhecimento é um processo fisiológico e multifatorial, caracterizado pela perda progressiva da integridade anatômica e funcional, que leva a um risco aumentado das doenças cardiovasculares (DCVs). É possível inferir que o envelhecimento cardíaco afeta vias fisiopatológicas do desenvolvimento de DCVs em ambos os sexos, devido a um remodelamento estrutural e funcional do coração. Nesse sentido, destacam-se as mulheres no período da pós menopausa, que apresentam um risco cardíaco maior, devido a redução do nível de hormônios estrogênicos, os quais estão associados à cardioproteção. Os mecanismos moleculares e proteínas envolvidas no processo de envelhecimento do tecido cardíaco e tratamento hormonal com estrógenos (E2) ainda não estão bem definidos. Objetivo: Através da técnica de proteômica, identificar e avaliar as alterações na expressão de proteínas do tecido cardíaco de camundongos fêmeas jovens, idosas e idosas tratadas com estradiol. Metodologia: Foram utilizados camundongos fêmeas selvagens da linhagem C57BL/6J, com idade entre 10 e 12 semanas para o grupo de jovens, idade entre 22 e 24 meses para os grupos de idosas e para fêmeas idosas tratadas com estradiol (E2) (7 dias de tratamento com E2 por via subcutânea). Após tratamento, os animais foram eutanasiados e tiveram o ápice e base do coração coletados para análises posteriores. Resultados: No tecido cardíaco de fêmeas idosas observou-se um aumento no diâmetro dos cardiomiócitos, do espaço extracelular e na expressão protéica do AT1r. quando comparadas com jovem. A análise proteômica da senescência evidenciou proteínas positivamente relacionadas a contração de fibras musculares, como Myh7 e Myl6, as quais sugerem um aumento da força de contração do músculo cardíaco em fêmeas idosas. Outro ponto observado foi o envolvimento de genes relacionados a homeostase celular, a qual se mostrou prejudicada no envelhecimento. Ao analisar o tratamento com E2 pela ótica da proteômica, evidenciou-se 7 genes, upregulated, relacionados a funções de respiração aeróbica, processo de oxirredução e síntese de ATP mitocondrial acoplado ao transporte de elétrons, sugerindo uma melhora geral do metabolismo celular após tratamento com E2. De forma interessante, a proteína S100a10 esteve presente como a maior regulação positiva no envelhecimento, ao comparar os animais jovens e idosos e ao mesmo tempo também apresentou a maior regulação negativa após o tratamento com E2, na comparação entre idosas e idosas tratadas com estradiol. Por fim, através de análises de Western blot, observou-se uma redução da expressão de enzimas pró-oxidantes, como Gp91 e SOD2 em fêmeas tratadas com E2. Conclusões: A proteômica demonstrou ser uma técnica eficiente para criar um link entre a variação da expressão de proteínas e genes, e doenças cardiovasculares. Os resultados reforçaram o desequilíbrio celular na senescência, apresentando uma desregulação da homeostase química celular e um maior recrutamento de proteínas relacionadas à contração do músculo liso. O tratamento agudo com E2 levou a uma redução da produção de ROS mitocondrial e uma relação com a melhora do metabolismo celular geral, além de uma produção de ATP mais abundante e uma respiração celular mais eficiente. Adicionalmente, o tratamento com E2 na senescência demonstrou efeitos anti-hipertróficos. Estudos adicionais serão necessários para elucidar o papel da S100a10 e outras proteínas identificadas no presente estudo, no envelhecimento natural e sua modulação pelo E2. Este trabalho fornece uma base para o desenvolvimento de novos estudos acerca do tratamento hormonal estrogênico e sua correlação com DCVs.
Abstract: Introduction: Aging is a physiological and multifactorial process characterized by the progressive loss of anatomical and functional integrity, which leads to an increased risk of cardiovascular diseases (CVDs). It can be inferred that cardiac aging affects pathophysiological pathways of CVD development in both sexes due to structural and functional remodeling of the heart. In this sense, postmenopausal women stand out, who present a higher cardiac risk due to the reduction in the levels of estrogen hormones, which are associated with cardioprotection. The molecular mechanisms and proteins involved in the cardiac tissue during natural aging of females mice and the effects of estrogen (E2) are not yet well defined. Objective: To evaluate the proteomic changes in cardiac tissue in young, elderly and elderly female mice treated with E2. Methodology: Wild female C57BL / 6J mice aged 10 to 12 weeks were used for the young group, aged 22 to 24 months for the elderly and estradiol (E2)-treated elderly females (7 days of treatment with E2 subcutaneously). After treatment, the animals were euthanized and had the apex and base of the heart collected for further analysis. Results: In cardiac tissue of older females, there was an increase in cardiomyocyte diameter, extracellular space and AT1r protein expression when compared to young group. Proteomic analysis of senescence showed proteins positively related to muscle fiber contraction, such as Myh7 and Myl6, which suggest an increase in cardiac muscle contraction force in older females. Another point observed was the involvement of genes related to cellular homeostasis, which was impaired in aging. Analyzing the E2 treatment from the proteomic perspective, it was found 7 upregulated genes related to aerobic respiration functions, oxirreduction process and synthesis of mitochondrial ATP coupled with electron transport, suggesting a general improvement of cellular metabolism after treatment with E2. Interestingly, the protein S100a10 was present as the highest up-regulated by senescence when comparing young and old animals, and at the same time also had the highest down-regulation after E2 treatment when comparing elderly group to elderly treated with E2. Finally, Western blot analysis showed a reduction in the expression of pro-oxidant enzymes such as Gp91 and SOD2 in females treated with E2. Conclusions: Proteomics has been shown to be an efficient technique for linking protein and gene expression variations with CVDs. The results reinforced cellular imbalance in senescence, presenting a deregulation of cellular chemical homeostasis and a higher recruitment of proteins related to smooth muscle contraction. Acute treatment with E2 led to a reduction in mitochondrial ROS production and a relationship to improved overall cell metabolism, more abundant ATP production and more efficient cellular respiration. Additionally, treatment with E2 in senescence demonstrated antihypertrophic effects. Additional studies are needed to elucidate the role of S100a10 and other proteins identified in this study in natural aging and its modulation by E2. This paper provides a basis for the development of new studies on estrogen hormone treatment and its correlation with CVDs.
Subject: Envelhecimento
Doenças Cardiovasculares
Proteoma
Estrogênios
Terapia de reposição hormonal
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 Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/45686
Issue Date: 3-Sep-2019
metadata.dc.description.embargo: 3-Sep-2021
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