O receptor β2-adrenérgico modula a transcrição de Per1 no coração via PI3Kγ-ERK1/2-CREB
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ana Maria de Lauro Castrucci
Ivanita Stefanon
Jader dos Santos Cruz
Thiago Verano Braga
Ivanita Stefanon
Jader dos Santos Cruz
Thiago Verano Braga
Resumo
Os relógios biológicos preparam o organismo frente às alterações no ambiente externo que ocorrem ao longo de 24 horas. No coração, este relógio biológico participa do controle de vários parâmetros relacionados à função cardíaca, e alterações no seu padrão de oscilação têm sido ligados ao desenvolvimento de doenças. Para que este relógio biológico funcione adequadamente o mesmo deve ser reiniciado todos os dias. Entretanto, as pistas ou sincronizadores dos clock genes (Clock, Bmal1, Per1/2/3, Cry1/2, Rev-Erbα e Ror) que compõem o relógio biológico cardíaco ainda não são totalmente conhecidos. Neste sentido, sabe-se que in vitro e ex vivo a estimulação adrenérgica regula os clock genes tanto no cardiomiócito, quanto em nível do órgão por inteiro sugerindo que esta via é uma importante sincronizadora do relógio biológico cardíaco. O objetivo deste trabalho é avaliar in vivo se a sinalização adrenérgica é capaz de sincronizar os clock genes no coração. E se caso afirmativo, investigar o mecanismo molecular envolvido nesse fenômeno. Para esclarecer este hiato utilizamos neste trabalho uma abordagem experimental que combina modelos geneticamente modificados e ferramentas farmacológicas (CEUA: 236/2019). Camundongos foram tratados com a droga 6-hidroxidopamina (6-OHDA) com o objetivo de promover a desnervação simpática. A expressão dos principais clock genes no coração foi avaliada por PCR em tempo real em diferentes zeitgeber time (ZT). O tratamento com 6-OHDA induziu a diminuição na expressão do Clock e Bmal1, e alterou de circadiano para ultradiano o ritmo de oscilação do Per1 no coração. Importante, essas alterações ocorreram em um ambiente em que o relógio biológico central estava preservado. Além disto, injeções do β-bloqueador propranolol, preveniram tanto o aumento da frequência cardíaca que ocorre na transição entre as fases clara e escura, quanto o aumento de Per1 observado no ZT13. Nesta condição, não foram observadas alterações nos demais clock genes investigados. Já o aumento da atividade simpática promovido na fase clara pelo tratamento com isoproterenol (ISO), foi capaz de induzir a oscilação transitória do Per1 cardíaco. A inibição da ERK1/2 preveniu o efeito do ISO na expressão de Per1, assim como a inibição da PI3Kγ. Em conjunto estes dois resultados apontam para Per1 como um alvo importante da sinalização β-adrenérgica no coração e indicam que essa modulação é realizada por um fosfo-mecanismo que envolve as quinases PI3Kγ e ERK1/2. Para aprofundar no conhecimento acerca do mecanismo transcricional envolvido no controle deste gene, células repórter luciferase HEK-CREB/CRE-LUC foram estimuladas com ISO. O ISO promoveu um aumento concentração-dependente na atividade do promotor CRE, que foi bloqueado por PD 98059, um inibidor da ERK1/2. Corroborando este dado, foi observado aumento na fosforilação do CREB na fração nuclear de cardiomiócitos ventriculares e de bioluminescência no coração de camundongos CRE-Luciferase Reporter tratados com ISO. Importante, a inibição de CREB atenuou o efeito do ISO no aumento da transcrição de Per1 no coração. Em conjunto, estes resultados mostram evidências contundentes de que a sinalização adrenérgica controla a expressão de Per1 no coração. Curiosamente, observou-se aumento na expressão proteica do receptor β2- adrenérgico no coração no ZT13. Camundongos tratados com atenolol na transição entre as fases clara e escura, não apresentaram alteração na oscilação de Per1 no coração entre os ZT1 e ZT13, sugerindo que o receptor β1-adrenérgico não participa da regulação da transcrição de Per1 no coração. Para confirmar este dado, tratamos camundongos com agonistas específicos para o receptor β1 (dobutamina) ou β2-adrenérgico (formoterol) e avaliamos a expressão de Per1. De forma interessante, apenas o tratamento com formoterol induziu aumento da fosforilação da ERK1/2 e expressão de Per1 no coração, sem ocorrer nenhum efeito da dobutamina nestes parâmetros. Em conjunto, estes dados demonstram que o receptor β2-adrenérgico controla a atividade transcricional do Per1 cardíaco via um fosfo-mecanismo mediado pela PI3Ky-ERK1/2-CREB-CRE.
Abstract
Assunto
Fisiologia, Coração, Receptores adrenérgicos beta, Proteína de ligação ao elemento de resposta ao AMP cíclico, Relógios biológicos
Palavras-chave
Clock genes, Coração, Sinalização adrenérgica, CREB, Receptor β2-adrenérgico