A Stress Inducible Protein 1 (STI1) Em Fibroblastos Cardíacos: um estudo in vitro da expressão, da secreção e da localização
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Ivanita Stefanon
Marco Fabrício Dias Peixoto
Marco Fabrício Dias Peixoto
Resumo
Estudos desenvolvidos pelo nosso grupo têm contribuído para a elucidação do papel protetor da co-chaperona stress inducible protein 1 (STI1) no coração. A STI1 é uma proteína induzida em situações de estresse, a qual é bastante estudada e compreendida no contexto do sistema nervoso central, onde participa da regulação do processo de maturação de proteínas, com relevante contribuição para a proteostase. Neste trabalho investigamos tanto a presença, quanto a localização da STI1 em cultura de fibroblastos cardíacos, assim como as condições que modulam sua expressão e distribuição ao longo da superfície celular, uma vez que tais células são relevantes ao microambiente cardíaco, participando ativamente do processo de crosstalk com cardiomiócitos (modulando seu funcionamento). Inicialmente, avaliamos a expressão da STI1 em fibroblastos cardíacos, por meio da técnica de imunofluorescência e de análise da expressão gênica via PCR quantitativa em tempo real (qPCR), em contexto de normalidade e de indução de estresse ao tratarmos com cloreto de cobalto (CoCl2 - indutor de hipóxia química). Nossos achados confirmaram a presença da STI1 em fibroblastos, assim como indicaram aumento de sua expressão após tratamento com CoCl2 por 3h e 6h. Afim de elucidarmos a localização desta co-chaperona nos fibroblastos, transfectamos estas células com plasmídeo que expressa a STI1 conjugada a uma proteína repórter GFP e submetemos as mesmas ao tratamento com CoCl2. Em condição controle, a STI1 encontra-se distribuída por toda célula, incluindo citosol, núcleo e região perinuclear. Curiosamente, nas células tratadas com CoCl2 por 3h, a fluorescência da GFP apresentou um padrão típico vesicular. Com o objetivo de investigamos mais a fundo esse padrão de marcação da STI1, foi realizado um protocolo de dupla marcação para STI1 e vesículas de reciclagem de exocitose, sendo esta última por meio da sonda FM 1-43. De forma intrigante, encontramos pontos de co-localização entre as vesículas e a STI1, o que corrobora e fortalece os indícios da presença desta co-chaperona em vesículas. Nos experimentos de imunofluorescência para STI1, observou-se uma redução da relação de fluorescência do núcleo com o citoplasma, no grupo tratado com CoCl2, sendo este forte indicativo de sua mobilização e possível secreção pela célula. Utilizamos também da técnica de microscopia TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy) para a visualização do tráfego da STI1-GFP na célula em resposta ao tratamento com CoCl2. Este aumento de fluorescência é um importante indicativo da aproximação da STI1 da superfície da célula, sendo um outro importante indicativo de secreção.
Abstract
Studies developed by our group have contributed to the elucidation of the protective
role of the co-chaperone stress inducible protein 1 (STI1) in the heart. STI1 is a protein
induced in stress situations, which is widely studied and understood in the context of
the central nervous system, where it participates in the regulation of the protein
maturation process, with a relevant contribution to proteostasis. In this work, we
investigated both the presence and location of STI1 in cultured cardiac fibroblasts, as
well as the conditions that modulate its expression and distribution along the cell
surface, since such cells are relevant to the cardiac microenvironment, actively
participating in the crosstalk process with cardiomyocytes (modulating their function).
Initially, we evaluated the expression of STI1 in cardiac fibroblasts, using the
immunofluorescence technique and gene expression analysis via real-time
quantitative PCR (qPCR), in a context of normality and stress induction when treated
with cobalt chloride (CoCl2 - chemical hypoxia inducer). Our findings confirmed the
presence of STI1 in fibroblasts and indicated an increase in its expression after
treatment with CoCl2 for 3h and 6h. In order to elucidate the location of this co-
chaperone in fibroblasts, we transfected these cells with a plasmid expressing STI1
conjugated to a GFP reporter protein and subjected them to treatment with CoCl2. In
control conditions, STI1 was distributed throughout the cell, including the cytosol,
nucleus, and perinuclear region. Interestingly, in cells treated with CoCl2 for 3h, GFP
fluorescence showed a typical vesicular pattern. In order to further investigate this STI1
labeling pattern, we performed a double labeling protocol for STI1 and exocytosis
recycling vesicles, the latter using the FM 1-43 probe. Intriguingly, we found co-
localization points between the vesicles and STI1, which corroborates and strengthens
the evidence of the presence of this co-chaperone in vesicles. In the
immunofluorescence experiments for STI1, a reduction in the fluorescence ratio of the
nucleus to the cytoplasm was observed in the group treated with CoCl2, which is a
strong indication of its mobilization and possible secretion by the cell. We also used
the TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy) technique to visualize
the trafficking of STI1-GFP in the cell in response to CoCl2 treatment. This increase in
fluorescence is an important indication of the approach of STI1 to the cell surface, and
is another important indicator of secretion.
Assunto
Fisiologia, Coração, Fibroblastos, Vesículas Secretórias., Chaperonas Moleculares
Palavras-chave
STI1, Fibroblastos Cardíacos, Vesículas, Secreção
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