Investigação de enzimas metabólicas em células gliais e sua implicação no desenvolvimento de doenças neuroinflamatórias

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Guimarães, Rafaela Mano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Astrócitos; Astrocytes; Metabolism; Metabolismo; Neuroinflamação; Neuroinflammation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17147/tde-26022024-092937/

Os astrócitos são as células gliais mais abundantes do sistema nervoso central (SNC) e essenciais para a manutenção da homeostase cerebral. No entanto, em condições patológicas como as observadas no modelo experimental de esclerose múltipla (EAE), sugere-se que a sua ativação é deletéria por amplificar a resposta inflamatória local. Recentemente, tem sido demonstrado uma interessante correlação entre inflamação e a promoção de vias metabólicas alternativas, como a via das hexosaminas (HBP, do inglês hexosamine biosynthesis pathway). O produto final da HBP é o UDP-Nacetilglucosamina que, por ação da enzima O-GlicosilTransferase (OGT), gera modificações pós-traducionais denominadas O-GlcNAcilação. A ocorrência da OGlcNAcilação tem sido associada com a ativação de células do sistema imunológico como macrófagos e linfócitos T, e com a progressão de certas doenças de cunho neurodegenerativo. Entretanto, a relação entre HBP e a O-GlcNAcilação em astrócitos permanece inexplorada no contexto da neuroinflamação. Através da utilização de estudos in vitro e in vivo, citometria de fluxo, análises transcricionais de larga escala, técnicas de imagem e quantificações de proteínas, o presente projeto teve como objetivo o melhor entendimento desses mecanismos. Após o estabelecimento de culturas primárias de astrócitos obtidos de camundongos neonatos, caracterizamos um método alternativo para o estudo dessas células em um sistema isolado. Sob estímulo de moléculas que mimetizam alguns aspectos da neuroinflamação (TNF, IL-1alfa e C1q) observamos uma significativa indução de IL-6, CCL2, CXCL1 e CXCL10. Nestas condições, a análise da expressão de enzimas crucias da via das HBP demonstrou uma correlação positiva com a indução dos transcritos da Ogt, Oga, Gfpt11/2. Uma série de experimentos funcionais utilizando inibidores farmacológicos dessas enzimas revelou que o bloqueio da OGA (OGliconAcase - catalisa a remoção do grupamento UDP-N-acetilglucosamina), via Thiamet G, impactou negativamente na promoção de IL-6 e CXCL1 frente a estímulos inflamatórios. Com o objetivo de explorar esses mecanismos in vivo, geramos animais Aldh1l1CreER/Ogtflox/flox nos quais a OGT pode ser geneticamente depletada em astrócitos pelo uso de tamoxifeno. Após a validação satisfatória dessa estratégia experimental, submetemos esses animais ao modelo de EAE e investigamos o papel funcional da OGT nos parâmetros clínicos da doença. Na ausência da OGT em astrócitos observou-se uma melhora significativa no desenvolvimento da doença, sugerindo um papel deletério da HBP na neuroinflamação. Por citometria de fluxo, observamos uma correlação significativa entre a deficiência de OGT e um menor infiltrado de células imunes no SNC desses animais. Tanto a proporção quanto o número absoluto de leucócitos, micróglia, linfócitos T (CD4+, Treg, Th17), macrófagos e células dendríticas foram afetados na ausência da OGT. Esses resultados sugerem que a expressão de OGT e, virtualmente, a O-GlcNAcilação de proteínas é responsável pela comunicação dos astrócitos com células imunes que infiltram o CNS de animais com EAE. O não envolvimento da OGT na produção de todos os mediadores inflamatórios em cultura, sugere um efeito independente de citocinas e quimiocinas classicamente descritas no EAE. Estudos posteriores investigando esses mecanismos em mais detalhes encontram-se em andamento no nosso grupo de pesquisa e poderão identificar potenciais alvos para o tratamento de doenças que acometem o SNC.