Vias de sinalização alteradas no coração de camundongos com redução na expressão da proteína induzida por estresse (STI1) tratados com isoproterenol
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Changed signaling paths in the heart of mice with reduced expression of stress-induced protein (STI1) treated with isoproterenol
Primeiro orientador
Membros da banca
Marilene Hohmuth Lopes
Thiago Verano Braga
Thiago Verano Braga
Resumo
Já se é descrito que as moléculas chaperonas desempenham um papel importante
durante o desenvolvimento das doenças cardíacas. A proteína induzível por estresse 1
(STI1) é uma co-chaperona importante da maquinaria Hsp70 / Hsp90, amplamente
estudada em neurônios, onde desempenha um papel na maturação de proteínas e na
citoproteção a eventos de estresse celular. Apesar da STI1 ter sua expressão no
coração descrita desde 2009, sua função nesse órgão ainda é desconhecida. Neste
contexto nosso grupo foi pioneiro em mostrar a presença da STI1 no coração de
pacientes humanos e sua redução em corações com insuficiência cardíaca. Também
mostramos o papel cardioprotetor da STI1 em modelo de hiperativação adrenérgica
induzida pelo isoproterenol (ISO). Apesar de já constatarmos a relevância de STI1 para
a resposta ao estresse adrenérgico no coração, os mecanismos envolvidos neste
processo ainda são desconhecidos. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar
as vias de sinalização alteradas nos corações de camundongos com redução na
expressão da STI1 (STI1+/-
) em resposta ao tratamento ISO. Para isso, realizamos uma
análise proteômica do tipo “Bottom up” afim de avaliar e predizer as alterações de vias
nesses contextos. Identificamos que os camundongos STI1+/-
/ISO apresentaram
alterações em diversas vias celulares, com destaque para a inibição da via do fator
nuclear 2 relacionado ao eritroide 2 (NRF2), a qual foi posteriormente validada por meio
de imunofluorescência no tecido cardíaco de camundongos STI1+/-
/ISO quando
comparados ao WT/ISO. Também identificamos a predição dos eventos de necrose e
fibrose cardíaca nos camundongos STI1+/-
/ISO, sendo o último validado por histologia
por meio da técnica de picrosírius e qRT-PCR para colágeno 3. Interessantemente,
encontramos diversas proteínas relacionadas a síntese e degradação proteica
reguladas negativamente no grupo STI1+/-
/ISO, indicando que a redução dos níveis de
STI1 compromete a síntese proteica no coração em condições de estresse. Este
resultado, de certa forma, está alinhado com a ausência de hipertrofia de cardiomiócitos
no grupo STI1+/-
/ISO quando comparado ao WT/ISO, uma vez que o crescimento
hipertrófico demanda da maquinaria de síntese proteica. Em conclusão, estes dados
apontam para mediadores celulares dependentes da STI1 no coração, que incluem
principalmente vias relacionadas a síntese proteica, que por sua vez inviabiliza o
acometimento da hipertrofia de cardiomiócitos. Com isso, nosso trabalho abre
perspectivas importantes para estudos mais robustos acerca do papel da STI1 no
estresse cardíaco, que podem gerar novas estratégias terapêuticas para doenças
cardíacas.
Abstract
Chaperone molecules have been described to play an important role during the
development of heart disease. Stress-inducible protein 1 (STI1) is an important cochaperone of the Hsp70 / Hsp90 machinery, widely studied in neurons, where it plays a
role in protein maturation and cytoprotection against cellular stress events. Despite STI1
having its expression in the heart described since 2009, its role in this organ is still
unknown. In this context, our group was a pioneer in showing the presence of STI1 in
the hearts of human patients and its reduction in hearts with heart failure. We also show
the cardioprotective role of STI1 in a model of adrenergic hyperactivation induced by
isoproterenol (ISO). Although we have already established the relevance of STI1 to the
adrenergic stress response in the heart, the mechanisms involved in this process are still
unknown. Thus, the aim of this work was to evaluate the altered signaling pathways in
mouse hearts with reduced expression of STI1 (STI1+/-
) in response to ISO treatment.
For this, we performed a "Bottom up" proteomic assay in order to evaluate and predict
the alterations of pathways in these contexts. We identified that the STI1+/-
/ISO mice
showed alterations in several cellular pathways, with emphasis on the inhibition of the
nuclear factor 2 pathway related to erythroid 2 (NRF2), which was later validated by
means of immunofluorescence in the cardiac tissue of STI1+/-
/ISO mice when compared
to WT/ISO. We also identified the prediction of cardiac necrosis and fibrosis events in
STI1+/-
/ISO mice, the latter being validated by histology using the picrosirius technique
and qRT-PCR for collagen 3. Interestingly, we found several proteins related to protein
synthesis and degradation down-regulated in the STI1+/-/ISO group, indicating that the
reduction in STI1 levels compromises protein synthesis in the heart under stress
conditions. This result, in a way, is in line with the absence of cardiomyocyte hypertrophy
in the STI1+/-
/ISO group when compared to the WT/ISO group, since hypertrophic growth
demands the protein synthesis machinery. In conclusion, these data point to STI1-
dependent cellular mediators in the heart, which mainly include pathways related to
protein synthesis, which, in turn, prevents the onset of cardiomyocyte hypertrophy. Thus,
our work opens important perspectives for more robust studies about the role of STI1 in
cardiac stress, which may generate new therapeutic strategies for heart disease.
Assunto
Fisiologia, Coração Isoproterenol, Cardiomegalia, Proteínas de choque térmico
Palavras-chave
Coração, STI1, Isoproterenol, Hipertrofia cardíaca