Alterações na homeostase mitocondrial em camundongos com mucopolissacaridose tipo II - Pinheiro, Camila Vieira (2024)
A mucopolissacaridose do tipo II (MPS II) é uma doença lisossômica de depósito causada por variantes patogênicas no gene que codifica a enzima iduronato-2-sulfatase (IDS). Portanto, na MPS II, a enzima está deficiente, o que resulta no acúmulo de substratos não clivados dentro dos lisossomos, os glicosaminoglicanos (GAGs). Como consequência do acúmulo de GAGs não hidrolisados no interior dos lisossomos, há um aumento do tamanho e número dessa organela, culminando no aumento do tamanho celular. A MPS II é uma doença multissistêmica, tendo como manifestações clínicas hepatoesplenomegalia, comprometimento cognitivo, distúrbios comportamentais, problemas cardiorrespiratórios, dentre outros. Visto que a fisiopatologia da MPS II não é totalmente compreendida, avaliamos nesta tese o papel da homeostase mitocondrial na fisiopatologia dessa doença. As mitocôndrias são organelas importantes para a produção de ATP, homeostase do cálcio, produção de espécies reativas, sinalização e morte celular, além de terem pontos de contato físico com os lisossomos. Enfatize-se aqui que vários distúrbios do sistema periférico e do sistema nervoso central vem sendo associados a alterações na função mitocondrial. Portanto, neste trabalho foram avaliados parâmetros da função mitocondrial em fígado, coração e córtex cerebral de camundongos nocautes para a IDS (camundongos MPS II) de 6 meses de idade. No capítulo I desta tese, foi verificada uma diminuição na atividade da α-cetoglutarato desidrogenase e um aumento nas atividades da succinato desidrogenase, malato desidrogenase e complexo I da cadeia respiratória mitocondrial em fígado de camundongos MPS II, sugerindo alterações na bioenergética. Além disso, foi visto um aumento nos níveis de malondialdeído e na oxidação de 2’,7’-diclorofluoresceína, indicando indução de peroxidação lipídica e aumento nos níveis de espécies reativas, respectivamente. Ainda, os níveis de grupamentos sulfidrilas e de glutationa reduzida, bem como as atividades da glutationa peroxidase, superóxido dismutase e catalase foram aumentadas no fígado dos animais nocaute. Finalmente, foi observada uma redução no conteúdo de Drp1, VDAC1 e COX IV bem como aumento de OPA1, indicando alterações na dinâmica e massa mitocondrial. Já no capítulo II, foi verificada uma alteração em proteínas envolvidas na interação entre mitocôndrias e lisossomos. Foi observada diminuição no conteúdo da TBC1D15 no córtex cerebral e coração de animais MPS II, e aumento no conteúdo de Rab7 apenas no coração. Também foram encontradas alterações no controle de qualidade mitocondrial, como a redução dos níveis de Drp1 (diminuição da fissão) e aumento de VDAC e COX IV (aumento da massa mitocondrial) no córtex cerebral e no coração dos animais MPS II. Já com relação à mitofagia, houve diminuição da Parkin no córtex cerebral e aumento no coração dos animais deficientes. Quanto à bioenergética, foi verificada redução nas atividades da citrato sintase e malato desidrogenase no córtex cerebral, e redução nas atividades da isocitrato desidrogenase, creatina cinase e piruvato cinase, bem como da respiração mitocondrial no coração de camundongos MPS II. Além disso, houve um aumento moderado na peroxidação lipídica apenas no coração. Nossos achados indicam que estresse oxidativo, disfunção bioenergética, e alterações na dinâmica mitocondrial e mitofagia estão envolvidas nas anormalidades hepática e cardíaca bem como nas manifestações neurológicas observadas na MPS II. Além disso, vimos que alterações na comunicação entre mitocôndrias e lisossomos também podem contribuir para explicar o dano neurológico e cardíaco dessa doença.