Alterações redox e mitocondriais induzidas pela hipertensão arterial pulmonar e alternativas terapêuticas com vesículas extracelulares derivadas de células mesenquimais e superexpressão da MnSOD

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Corssac, Giana Blume
• Orientador(a): Belló-Klein, Adriane
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vesículas extracelulares; Hipertensão arterial pulmonar; Estresse oxidativo; Células-tronco mesenquimais; Superóxido dismutase; Mitocôndrias
• Palavras-chave em Inglês: Pulmonary arterial hypertension; Extracellular vesicles; Mitochondrial dysfunction; Oxidative stress; Mesenchymal stromal cells; MnSOD overexpression
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/239294

Introdução: Sendo uma doença caracterizada pelo aumento da resistência vascular pulmonar e disfunção cardíaca direita, a hipertensão arterial pulmonar (HAP) também é marcada pela perturbação da homeostase redox e mitocondrial. Objetivo: Este trabalho teve como objetivo a investigação destas alterações no ventrículo direito (VD), no cérebro e nas vesículas extracelulares (EVs) circulantes de ratos com HAP induzida por monocrotalina (MCT). Além disso, em camundongos com HAP induzida por MCT, foram investigados os possíveis efeitos protetores de dois tratamentos: EVs derivadas de células-tronco mesenquimais (MSCs) e superexpressão da superóxido dismutase mitocondrial (MnSOD). Métodos: Na primeira etapa deste trabalho, ratos machos foram divididos em grupo Controle e MCT, e a doença foi induzida pela injeção única intraperitoneal de MCT (60 mg/kg). As avaliações hemodinâmicas e morfométricas e a coleta dos órgãos foi realizada após 21 dias. Após isto, as EVs foram isoladas a partir do sangue destes animais e foram preparadas, juntamente com o VD e o cérebro, para as análises dos parâmetros redox e mitocondriais. Na segunda etapa, camundongos de ambos os sexos foram divididos em grupo Controle, MCT, Controle + EVs e MCT + EVs, a doença foi induzida pela injeção semanal subcutânea de MCT (60 mg/kg) e o tratamento foi feito por injeção intravenosa semanal de MSC-EVs (de medula óssea humana) (3 x 106 partículas/ml) 24 após cada injeção de MCT/veículo, durante 4 semanas. Por fim, na terceira etapa, camundongos de ambos os sexos transgênicos foram divididos em grupo MnSODVE-NE (expressão normal da MnSOD) e MnSODVE-OE (superexpressão da MnSOD), e a doença foi induzida pela injeção semanal subcutânea de MCT (60 mg/kg) durante 4 semanas. Ao final deste período, em ambas as etapas, foi realizada a ecocardiografia e os órgãos foram coletados para posteriores análises morfométricas, histológicas e bioquímicas. Resultados e discussão: Na primeira etapa, foi observado um estado redox oxidativo no VD dos animais doentes, bem como o prejuízo na função de moléculas relacionadas à homeostase mitocondrial. Este mesmo perfil foi observado nas EVs circulantes destes animais. Por outro lado, no cérebro, as análises dos parâmetros redox indicaram um ambiente celular pouco oxidativo. Além disso, houve uma preservação da homeostase mitocondrial e do metabolismo energético celular neste tecido. Na segunda e terceira etapas, ambos os tratamentos foram capazes de impedir o desenvolvimento da HAP, uma vez que os animais do grupo MCT + EVs (na segunda etapa) e do grupo MnSODVE-OE (na terceira etapa) não apresentaram aumento significativo da resistência vascular pulmonar e da hipertrofia do VD, preservando o fluxo pela artéria pulmonar e a função cardíaca direita. Em ambas as etapas, este efeito benéfico foi relacionado com as diferenças na expressão de proteínas envolvidas com o metabolismo energético das células, como a GSK-3β, a FOXO1 e a CPT1A, avaliadas no tecido pulmonar, que parecem indicar a preservação do metabolismo energético normal celular pelo tratamento com as MSC-EVs e a superexpressão da MnSOD, ao invés da mudança metabólica característica da HAP. Conclusão: A função cardiopulmonar está severamente afetada pela HAP, com impacto sobre o metabolismo redox e mitocondrial celular no VD. Este estímulo parece alterar o conteúdo das EVs circulantes e estas, por sua vez, atuam como comunicadoras interórgãos para sinalizar o aumento de proteínas envolvidas na manutenção da homeostase redox e mitocondrial. Com base nisto, ambos os tratamentos com MSC-EVs e com superexpressão da MnSOD foram eficazes em proteger a função cardiopulmonar e impedir o desenvolvimento da HAP, através da preservação do metabolismo energético em favor da fosforilação oxidativa.