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Type: Tese
Title: Efeitos do estradiol mediados pelo GPER na hipertrofia de cardiomiócitos induzida por Endotelina-1
Authors: Gleisy Kelly Neves Gonçalves
First Advisor: Adelina Martha dos Reis
metadata.dc.contributor.advisor2: Silvia Carolina Guatimosim Fonseca
Abstract: Estudos anteriores demonstraram que o 17β-estradiol (E2) previne a hipertrofia cardíaca em fêmeas. Estas ações cardioprotetoras exercidas pelo E2 têm sido principalmente relacionadas com a atividade dos receptores de estrógeno do tipo alfa (ERα) e beta (ERβ). Desde 2005, o G protein-coupled estrogen receptor 1 (GPER1), o receptor de membrana do E2, tem sido estudado e identificado como mediador de diversas ações estrogênicas do E2 em modelos in vivo e in vitro. No entanto, os mecanismos através dos quais o GPER1 exerce suas ações estrogênicas em cardiomiócitos ainda são pouco conhecidos. Neste trabalho, nós investigamos a participação do GPER1 nas ações anti-hipertróficas exercidas pelo E2 em um modelo de indução de hipertrofia do cardiomiócito induzida pela endotelina-1 (ET-1). Para a realização deste estudo, utilizamos a metodologia do cultivo de cardiomiócitos de ratas neonatos fêmeas com 1-3 dias de vida. Os cardiomiócitos foram isolados e tratados com ET-1 (100 nmol/L) durante 48 h na presença ou ausência de E2 (10 nmol/L), antagonistas do GPER1 (G15 ou G36) ou agonista do GPER1 (G1) (10 nmol/L). Ao final do protocolo de tratamento, as células foram utilizadas para análise da frequência de contração, amplitude de mobilidade da membrana, Western blot, RT-PCR e imunofluorescência. O tratamento com ET-1 foi capaz de produzir um aumento significativo na área de superfície dos cardiomiócitos e esta resposta foi associada com o aumento dos níveis de expressão de mRNA para peptídeo natriurético atrial (ANP) e peptídeo natriurético do tipo B (BNP). O tratamento com o E2 a 10 nM preveniu o desenvolvimento de hipertrofia dos cardiomiócitos tratados com ET-1 e ainda, uma redução na expressão do ANP e BNP. Esses efeitos mediados pelo E2, foram bloqueados com o pré tratamento das células com o antagonista do GPER1 (G15). Efeito similar ao E2 na atividade anti-hipertrófica foi observada, quando os cardiomiócitos foram pré tratados com G1, o agonista do GPER1. Notavelmente, as análises dos dados apontaram para a participação do GPER1 na atividade anti-hipertrófica exercida pelo E2. Esse efeito foi comprovado com a técnica de silenciamento do GPER1 (siRNA), que mostrou um bloqueio parcial da atividade anti-hipertrófica do E2 quando o GPER1 foi silenciado em 65%. O tratamento dos cardiomiócitos com E2 foi capaz de reverter a redução da frequência de contração induzida pela ET-1, um efeito que foi independente do GPER1. Apesar disso, o GPER1 participou na redução da amplitude de contração da membrana induzida pelo E2. A ET-1 levou a um aumento na translocação nuclear da G protein-coupled receptor kinase 5 (GRK5), uma quinase relacionada a ativação de genes hipertróficos. O pré tratamento com E2 O E2 foi capaz de prevenir esse aumento na translocação da GRK5, um efeito independente do GPER1. O tratamento com ET-1 resultou no aumento da fosforilação da Extracellular signalregulated protein kinases 1 and 2 (ERK 1/2), um efeito que foi revertido pelo tratamento com E2 ou G1 e que foi abolido quando as células foram tratadas com G15. Da mesma forma, o pré tratamento com E2 reverteu a diminuição nos níveis de Akt fosforilada e da sua proteína ativadora a Phosphoinositide-dependent kinase-1 (PDK1), induzida por ET-1, e esse efeito foi mediado pelo GPER1. Em conclusão, o GPER1 desempenha um papel importante na atividade anti-hipertrófica do E2 em cardiomiócitos, prevenindo a ativação de vias hipertróficas e estimulando vias de sobrevivência celular. Os dados sugerem que o GPER1 pode ser considerado como estratégia para a compreensão das ações cardioprotetoras não genômicas do E2 na condição de hipertrofia do cardiomiócito.
Abstract: Previous studies have shown that 17β-estradiol (E2) prevents cardiac hypertrophy in females. These cardioprotective actions exerted by E2 have been mainly related to activity of estrogen receptor alpha (ERα) and beta (ERβ). Since 2005, the G protein-coupled estrogen receptor 1 (GPER1), an E2 membrane receptor, has been studied and identified as a mediator of many estrogenic actions of E2 in vivo and in vitro models. However, the mechanisms by which the GPER1 exerts its estrogenic actions in cardiomyocytes are still poorly known. In this work, we investigated the participation of GPER1 on anti-hypertrophic actions performed by E2 in cardiomyocyte hypertrophy endothelin-1(ET-1)-induced. To perform this study, we used cardiomyocytes culture methodology of neonate female rats with 1-3 days life. Cardiomyocytes were isolated and treated with ET-1 (100 nmol/L) for 48 h in the presence or absence of E2 (10 nmol/L), GPER1 antagonists (G15 or G36) or agonist GPER1 (G1) (10 nmol/L). At the end of treatment protocol, the cells were used to analyze the frequency of contraction, mobility range of membrane, Western blot, RT-PCR and immunofluorescence. The treatment with ET-1 was able to produce a significant increase in surface area of cardiomyocytes and this response was associated with increased mRNA expression levels of atrial natriuretic peptide (ANP) and brain natriuretic peptide (BNP). Treatment with 10 nM E2 prevented the development of cardiomyocytes hypertrophy of cells treated with ET-1 and also a reduction in the expression of ANP and BNP. These effects mediated by E2 were blocked with pretreatment of the cells with the antagonist GPER1 (G15). A similar effect of E2 in the anti-hypertrophic activity was observed when the cardiomyocytes were pretreated with G1, the GPER1 agonist. Notably, the analyzes of the data pointed to the participation of GPER1 in anti-hypertrophic activity exerted by E2. This effect was proven by the silencing technique GPER1 (siRNA), which showed a partial blockage of the anti-hypertrophic activity of E2 when GPER1 was silenced by 65%. Treatment of cardiomyocytes with E2 was able to reverse the reduction in the contraction frequency induced by ET-1, an effect that was independent of GPER1. Nevertheless, GPER1 participated in reducing membrane amplitude of contractions E2-induced. ET-1 led to an increase in the nuclear translocation of G proteincoupled receptor kinase 5 (GRK5), a kinase related to activation of hypertrophic genes. The pre-treatment with E2 was able to prevent the increase in GRK5 translocation, an independent effect of GPER1. The ET-1 treatment resulted in increased phosphorylation of Extracellular signal-regulated protein kinases 1 and 2 (ERK 1/2), an effect reversed by treatment with E2 and G1 and abolished when cells were treated with G15. Likewise, pretreatment with E2 reversed the decreased levels of phosphorylated Akt and its activating protein Phosphoinositide-dependent kinase-1 (PDK1) induced by ET-1, and this effect was mediated by GPER1. In conclusion, the GPER1 plays an important role in the anti-hypertrophic activity of E2 in cardiomyocytes, preventing activation of hypertrophic pathways and stimulating cell survival pathways. The data suggest that GPER1 can be considered as a strategy for understanding non-genomic cardioprotective actions of E2 in a cardiomyocyte hypertrophy condition.
Subject: Fisiologia
Estradiol
Hipertrofia
Miócitos Cardíacos
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
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/1843/60166
Issue Date: 16-Dec-2016
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