FARMACOLOGIA E FISIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR: Projetos

Projetos da Linha de Pesquisa FARMACOLOGIA E FISIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR do Programa de Pós-Graduação em Farmacologia:

ESTUDO DAS BASES FARMACOLÓGICAS E MOLECULARES DA AUTOFAGIA E DE SUA CONTRIBUIÇÃO EM DOENÇAS METABÓLICAS, CÂNCER E NEURODEGENERAÇÃO

Os autofagossomos desempenham um papel importante no processo de reciclagem celular por meio da mobilização de lipídios ou proteínas para os lisossomos via autofagia com posterior degradação desses hidrolases lisossômicas. Esse processo, chamado de autofagia, pode ser controlado por meio do fator de transcrição EB (TFEB), importante regulador da autofagia, o qual pode ser funcionalmente ativado pela liberação de Ca2+ lisossomal em resposta a alguma alteração do metabolismo celular. O ácido nicotínico adenina dinucleotídeo fosfato (NAADP) foi postulado como sendo um importante segundo mensageiro celular ativando receptores Two-Pore Channels (isoformas TPC1 e TPC2) localizados no sistema endolisossomal. A ativação dos TPCs pelo NAADP causa a liberação de Ca2+ contido nos lisossomos, induzindo a autofagia e regulando o tráfico vesicular. Neste projeto, objetiva-se compreender a via mediada pelo lisossomo controlada pela sinalização do NAADP no contexto de modelos celulares, assim, fornecer novas evidências de como a a autofagia pode ser regulada em doenças metabólicas, câncer e neurodegeneração, respectivamente. Experimentos para avaliar as vias relacionadas ao fluxo autofágico, a sinalização TFEB e ao metabolismo serão realizados nesses modelos celulares. A morfologia e funcionalidade dos autofagossomos e lisossomos serão avaliadas por microscopia confocal e microscopia eletrônica. Este estudo destaca a importância da autofagia mediada pelos TPCs, contribuindo para o desenvolvimento de novas terapias.

Professor responsável: Gustavo José da Silva Pereira

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ESTUDOS DOS EFEITOS ANTI- E PRÓ-INFLAMATÓRIOS, DEGENERATIVOS, E REGENERATIVOS DE FOSFOLIPASES A2 ISOLADOS DE SERPENTES VIPERÍDEOS, COM ÊNFASE NA CARACTERIZAÇÃO E NO PAPEL REGULATÓRIO DE MEDIADORES LIPÍDICOS, SOBRE ESTES EFEITOS

ESTUDOS DOS EFEITOS ANTI- E PRÓ-INFLAMATÓRIOS, DEGENERATIVOS, E REGENERATIVOS DE FOSFOLIPASES A2 ISOLADOS DE SERPENTES VIPERÍDEOS, COM ÊNFASE NA CARACTERIZAÇÃO E NO PAPEL REGULATÓRIO DE MEDIADORES LIPÍDICOS, SOBRE ESTES EFEITOS

As fosfolipase A2 secretadas (sFLA2), isoladas dos venenos de serpente da família Viperidae, como do gênero Crotalus e Bothrops, possuem potente ação miotóxica e inflamatória, respectivamente. De outra parte, em paralelo aos efeitos miotóxicos, foi demonstrado que o complexo crotoxina, toxina isolada do veneno crotálico e formada por uma subunidade sFLA2, quando injetada pela via subcutânea, inibe eventos inflamatórios como influxo de leucócitos e edema. Contudo, o conhecimento dos mecanismos que regem as fases dos processos degenerativo e regenerativo tecidual, após injúria, bem como possíveis efeitos pró- e anti-inflamatórios, todos promovidos pela injeção de sFLA2s isoladas, é ainda fragmentário. De modo geral, os eventos de degeneração e o de regeneração tecidual são geralmente acompanhados por uma resposta inflamatória, caracterizada pela migração de leucócitos e secreção de mediadores inflamatórios, tais como quimiocinas, citocinas, fatores de crescimento e espécies reativas de oxigênio. Estudos já demonstraram que a natureza, duração e predominância de mediadores inflamatórios, após a lesão e durante o processo de reparo, são determinantes na qualidade do tecido restaurado, o qual pode ser bem sucedido, ou alternativamente, devido à formação de fibrose, pode levar à perda de função tecidual. Dada a complexidade da resposta inflamatória, chama a atenção a pouca investigação sobre o papel de outro grupo importante de mediadores, que inclui os eicosanoides, metabólitos derivados do ácido araquidônico (AA), e também de mediadores derivados dos ácidos graxos do tipo ômega-3, tais como ácido eicosapentaenoico (EPA) e o ácido docosahexaenoico (DHA), durante os eventos de reparação do tecidual após injúria. Uma vez que estes mediadores atuam tanto no desenvolvimento e proliferação tecidual, quanto na hiperalgesia e inflamação, é possível hipotetizar que os mesmos possam afetar a qualidade da regeneração dos tecidos lesados, por influenciarem a diferenciação de células quiescentes, regulando tanto fatores transcricionais expressos, como os componentes da resposta inflamatória secretados nas fases distintas da regeneração tecidual. Neste contexto, a caracterização do perfil da produção dos vários tipos de mediadores lipídicos anti- e pró-inflamatórios, bem como o seu papel nas diferentes fases entre a degeneração e regeneração tecidual, podem configurar novos biomarcadores de reparo tecido-celular. Em sentido mais amplo, a melhor caracterização dos cenários degenerativo e regenerativo desencadeados pelas sFLA2s, além de ampliar os conhecimentos da atuação da resposta inflamatória sobre as atividades miotóxicas e inflamatórias, pode ainda torná-las ferramentas úteis para estudos de regeneração tecidual. Em adição, os estudos com as sFLA2s poderá contribuir para conhecimento de novos alvos biológicos e/ou moléculas protótipo para o desenho de novos fármacos com atividade anti-inflamatória. Ainda, o conhecimento da influência dos mediadores inflamatórios lipídicos nesses processos, poderá contribuir no desenvolvimento de novas terapias para o reparo eficiente tecidual, após injúria.

Professor responsável: Vanessa Moreira

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MECANISMOS MOLECULARES E CELULARES DA AÇÃO DE ESTRÓGENOS E SEUS RECEPTORES NO SISTEMA REPRODUTOR MASCULINO, NO CÂNCER PROSTÁTICO E NO CÂNCER TESTICULAR

O câncer prostático é o segundo tipo de câncer com maior incidência em homens no Brasil. Apesar do câncer prostático depender dos andrógenos para o crescimento no estágio inicial e ser responsivo à terapia de ablação androgênica, em muitos casos o tumor progride para um fenótipo independente de andrógenos, também denominado resistente à castração (castration resistant prostate cancer, CRPC), o qual apresenta pior prognóstico e sobrevida média de 18 meses. Os mecanismos que levam ao desenvolvimento do CRPC ainda não estão esclarecidos.
Tumores testiculares de células germinativas, seminoma e carcinoma embrionário (não seminoma), originados de células de carcinoma in situ, são observados na época da puberdade em homens, sugerindo o envolvimento de um componente hormonal. Os andrógenos não estão envolvidos neste processo, os estrógenos poderiam ter uma função. É importante mencionar que além de infertilidade masculina, a resistência ao tratamento em cerca de 30% de pacientes com câncer testicular não seminoma metastático tem sido observada.
Assim, o principal foco da nossa pesquisa é a importância dos receptores estrogênicos: expressão, sinalização intracelular e função em células de câncer prostático independentes de andrógenos e em células de câncer testicular.

Professor responsável: Catarina Segreti Porto

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O PAPEL DO MICROAMBIENTE NA TRANSFORMAÇÃO E NA PROGRESSÃO TUMORAL

Temos investigado o papel de alterações epigenéticas, incluindo metilação de DNA, modificações em histonas e RNAs não codificantes, na relação entre condições sustentadas de estresse e transformação maligna, especialmente em melanócitos. Níveis aumentados de espécies reativas de oxigênio (ROS), causados por exemplo por inflamação crônica, envelhecimento e radiação ultravioleta, podem ser responsáveis pelo estabelecimento de marcas epigenéticas anormais e, com isso, contribuir com a transformação maligna. Utilizando modelos celulares murinos e humanos compreendendo linhagens celulares que correspondem a etapas distintas da progressão tumoral (modelos estabelecidos em nosso laboratório), temos como objetivo integrar dados em larga escala para desvendar alterações moleculares envolvidas tanto na aquisição do fenótipo maligno quanto de características agressivas. Desta forma, o estudo da relação entre estresse sustentado, marcas epigenéticas aberrantes e transformação maligna pode contribuir com um melhor entendimento de mecanismos envolvidos na gênese do melanoma e, com isso, abrir caminhos para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.

Professor responsável: Miriam Galvonas Jasiulionis

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RECEPTORES NUCLEARES, IMUNIDADE INATA E MEDIADORES INFLAMATÓRIOS EM TECIDOS REPRODUTIVOS E DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL: ÊNFASE EM ANDROLOGIA

A pesquisa científica desenvolvida pelo grupo está inserida na área de farmacologia molecular, endócrina e da reprodução, tendo o campo da andrologia como foco convergente para a translação do conhecimento gerado. Os estudos, realizados com colaboradores nacionais e internacionais, visam melhor entender a fisiofarmacologia de receptores nucleares a hormônios esteroidais (androgênios/AR e glicocorticoides/GR) e o papel de componentes da imunidade inata (ênfase em beta-defensinas) e mediadores inflamatórios em tecidos reprodutivos (foco no epidídimo) e no sistema nervoso central. Busca-se também identificar como esses parâmetros atuam como sinalizadores de “alerta” para reconhecer danos teciduais de natureza inflamatória (infecciosa ou não-infecciosa) que, se não controladas, podem levar a quadros de inflamação aguda e crônica. Mais recentemente, o papel de proteínas chaperonas do tipo tireoredoxinas tem sido também investigado na biologia epididimária. Usando diferentes modelos experimentais in vivo, in vitro e ex-vivo (cultura organotípica) em roedores, os seguintes tópicos têm sido investigados: 1) estudo da sinalização de receptores nucleares (AR e GR) na morfogênese do ducto mesonéfrico (precursor embrionário do epidídimo) e no desenvolvimento pós-natal do epidídimo de ratos; 2) identificação do papel e da regulação da expressão de efetores da imunidade inata (β-defensinas) na morfogênese do ducto mesonéfrico de ratos; 3) estudo dos eventos fisiopatológicos da epididimite aguda causada por estimulo inflamatório (componentes bacterianos) e impacto em parâmetros de fertilidade, usando um modelo experimental de epididimite que mimetiza a condição clínica; 4) identificação do papel e da regulação da expressão de efetores da imunidade inata (β-defensinas) no sistema nervoso central e no trato reprodutor (foco no epidídimo) oriundos de camundongos adultos submetidos ao modelo experimental de isolamento social que mimetiza a condição clínica de transtorno de estresse pós-traumático: 5) estudo do papel e da regulação da expressão de efetores da imunidade inata (β-defensinas) na neuroinflamação instalada com o envelhecimento natural ou acelerado em camundongos; 6) identificação da relação entre hormônios sexuais e o papel de proteína dissulfeto isomerase na morfogênese, desenvolvimento pós-natal e função epididimária. A avaliação de dados de multiômicas para descobrir relações entre a sinalização de receptores nucleares, genes e tecidos e as relações com doenças humanas têm sido também utilizados como apoio para direcionamento dos estudos em andamento.

Professor responsável: Maria Christina Werneck de Avellar

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SINALIZAÇÃO DE CÁLCIO E MECANISMOS DE MORTE CELULAR E AUTOFAGIA

A morte celular e a autofagia são importantes processos das células de diferentes sistemas. O conhecimento e modulação dos mecanismos envolvidos na autofagia podem contribuir para a modulação de processos de morte celular, envelhecimento e neurodegeneração. Nossa linha de pesquisa está voltada a estudar os processos de sinalização intracelular e modulação da autofagia e morte celular, especialmente em doenças neurodegenerativas. Diante do envelhecimento da população e aumento dos transtornos neurodegenerativos progressivos há uma crescente relevância nos estudos voltados para a Doença de Parkinson (DP). Esta compreensão torna-se fundamental para auxiliar na identificação de alvos para o desenvolvimento de novos fármacos ou estratégias de tratamento.
Em nosso laboratório, temos o objetivo de investigar e compreender os processos relacionados à autofagia e seu possível papel neuroprotetor em diversas doenças relacionadas ao envelhecimento, incluindo a DP. Temos estudado a sinalização celular e o envolvimento de agregados proteicos de ±-sinucleína (corpos de Lewy, principal marcador patológico da DP), que podem reduzir a autofagia, agravando os processos neurodegenerativos relacionados à DP.
Temos buscado também o estudo de processos celulares e novos agentes farmacológicos que podem induzir a autofagia e evocar mecanismos neuroprotetores.
Neste sentido, obtivemos projeto temático FAPESP com financiamento de 5 anos, para o estudo de substâncias canabinoides, dentre uma biblioteca de 44 compostos, que apresentem um potencial neuroprotetor. O projeto tem sido realizado em modelos in vivo, in vitro e em desenhos pré-clínicos e clínicos. Desta forma, serão realizados estudos translacionais em pacientes com a DP, pois o canabidiol e outros canabinoides poderão apresentar potencial pró-autofágico e redução efeitos e do comportamento relacionados à DP. Trata-se de uma nova fronteira de conhecimentos e de ação, diante de doenças neurodegenerativas relacionadas ao envelhecimento, em especial a DP.

Professor responsável: Soraya Soubhi Smaili

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TRANSMISSÃO SINÁPTICA E SINALIZAÇÃO MEDIADA POR RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEÍNA G

A principal linha de pesquisa do grupo estuda o AMP cíclico como sinalizador extracelular e a contribuição da “via extracelular AMPc -adenosina” no controle da fisiofarmacologia muscular esquelética e lisa, assim como em processos patológicos como a asma e doenças neuromusculares associadas à atrofia muscular. Outra linha de pesquisa envolve o estudo da ação de hormônios androgênicos no trofismo muscular esquelético e a contribuição androgênica na expressão de genes envolvidos na atrofia muscular esquelética. Nossas fontes de financiamento: FAPESP, CNPq e CAPES. Os interessados poderão obter outras informações sobre a pesquisa do grupo diretamente com a Profa. Dra. Rosely Godinho (Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.) ou com o Dr. Enio S. Arakaki Pacini (Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.).

Professor responsável: Rosely Oliveira Godinho

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PEPTÍDEOS INTRACELULARES COMO MODULADORES DE VIAS RELACIONADAS AO METABOLISMO ENERGÉTICO

Há cerca de 14 anos foi descoberto que humanos adultos apresentam tecido adiposo marrom, isso despertou o interesse em uma maior compreensão da fisiologia desse tecido e de seus mecanismos de controle (fisiológico e farmacológico). Ao contrário do tecido adiposo branco que armazena energia, o tecido adiposo marrom gasta energia durante a termogênese independente de tremor muscular, captando mais glicose e lipídeos para essa função. Logo, a ativação do tecido adiposo marrom e a diferenciação do tecido adiposo branco em bege têm sido definidos como promissores mecanismos no tratamento da obesidade e de doenças associadas. Nosso grupo busca identificar peptídeos intracelulares de tecidos adiposos com esse potencial. Os peptídeos intracelulares têm demonstrado capacidade de modular interações do tipo proteína-proteína no espaço tanto intra quanto extracelular, podendo exercer importantes papeis em vias relacionadas ao metabolismo energético. Contamos com modelos in vivo para indução de termogênese e análises metabólicas, e modelos in vitro de culturas primárias de adipócitos marrons e brancos. Técnicas de biologia celular e molecular também fazem parte de nossa rotina, bem como de peptidômica para a identificação de peptídeos intracelulares de amostras biológicas por espectrometria de massas.

Professor responsável: Patrícia Reckziegel

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PARTICIPAÇÃO DOS INFLAMASSOMAS EM PATOLOGIAS INFLAMATÓRIAS E INFECCIOSAS

Os inflamassomas são complexos multiproteicos ativados por grande variedade de padrões moleculares de patógenos (PAMPs), danos celulares (DAMPs) ou alterações citosólicas. Esses complexos são responsáveis pela ativação das caspase-1 e caspase-11, com consequente secreção de IL-1b e IL-18 e indução de piroptose. Além desses mecanismos efetores canônicos, nosso grupo vem estudando novos mecanismos mediados pelos inflamassomas, como ativação de processos microbicidas dos macrófagos, regulação epigenética de genes inflamatórios e programas de morte da célula hospedeira, os quais podem contribuir de maneira aditiva ou sinérgica para o controle de infecções e/ou exacerbação de processos inflamatórios. Sendo assim, o entendimento do funcionamento dessas plataformas em diferentes contextos trará informações importantes para a manipulação das mesmas em processos patológicos.

Professor responsável: Karina Ramalho Bortoluci

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A AUTOFAGIA E A SENESCÊNCIA CELULAR NA DISFUNÇÃO MICCIONAL E HIPERPLASIA PROSTÁTICA BENIGNA NA OBESIDADE

A linha de pesquisa envolve a farmacologia do trato urogenital, englobando principalmente ensaios funcionais e moleculares em órgãos como próstata, bexiga, uretra e corpo cavernoso. O foco atual desta linha é explorar o papel da autofagia e da senescência celular na disfunção miccional e hiperplasia prostática benigna (HPB) na obesidade. Nossa hipótese é que a HPB e a disfunção miccional, secundárias à obesidade, tenham em comum a redução local do processo autofágico com consequente desbalanço no equilíbrio oxidativo tecidual. O aumento no estresse oxidativo local levaria ao acúmulo de células senescentes, as quais seriam responsáveis pelo aumento na secreção de interleucinas pró-inflamatórias e fatores de crescimento. O fenótipo secretor associado ao estado senescente (Senescent-associated secretory phenotype; SASP) dessas células teria papel fundamental no aumento de contratilidade e crescimento/remodelamento prostático e vesical, contribuindo para a HPB e a disfunção miccional associados à obesidade. Assim, o objetivo do projeto é avaliar as alterações funcionais, estruturais e moleculares induzidas pela obesidade em próstata ventral e bexiga de camundongos obesos, com ênfase na modulação entre obesidade, redução da autofagia e acúmulo tecidual de células senescentes na gênese da disfunção miccional e HPB.

Professor responsável: Fabiano Beraldi Calmalsini

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