Validação da ativação do eixo intracelular PKCepsilon-ALDH2 como mecanismo-chave na cardioproteção induzida pelo exercício físico

Resumo

As doenças isquêmicas são a primeira causa de mortalidade e morbidade no mundo. O processo conhecido por isquemia-reperfusão (I/R) causa danos irreparáveis aos tecidos acometidos (ex. coração, cérebro e rins) em decorrência da grande variação na tensão de oxigênio tecidual. A reperfusão do tecido afetado, que ficara temporariamente mantido em hipóxia (com baixa tensão de oxigênio), resulta em brusco aporte de oxigênio (alta tensão de oxigênio) e consequente colapso metabólico, caracterizado pela disfunção mitocondrial associada à elevada produção de radicais livres. Dessa forma, o melhor entendimento dos sinais intracelulares envolvidos no estabelecimento e propagação do dano induzido pela isquemia-reperfusão é essencial para o desenvolvimento de novas estratégias que poderão ser utilizadas na prevenção e no tratamento do infarto do miocárdio, acidente vascular cerebral e isquemia renal. Recentemente demonstramos que estímulos cardioprotetores (ex. pré-condicionamento isquêmico e etanol) são acompanhados pela ativação da proteína quinase C isoforma epsilon (PKCepsilon), aumento de sua translocação para a mitocôndria e consequente fosforilação/ativação da enzima mitocondrial aldeído desidrogenase 2 (ALDH2), cuja atividade possui correlação inversa com a área de infarto. A ALDH2 é uma enzima chave na proteção contra danos isquêmicos devido a sua capacidade de oxidar aldeídos (ex 4-hidroxinonenal e acetaldeído) produzidos durante estresse oxidativo.Assim como o pré-condicionamento isquêmico, o exercício físico promove um aumento da tolerância do miocárdio à lesão de isquemia-reperfusão; entretanto os mecanismos celulares envolvidos nessa cardioproteção ainda são pouco compreendidos. No presente projeto de pesquisa propomos validar o eixo intracelular PKCepsilon-ALDH2 como possível mecanismo cardioprotetor induzido pelo exercício físico frente estresse de isquemia-reperfusão. Para isso, avaliaremos inicialmente como o exercício físico (7 dias consecutivos) modula a atividade da PKCepsilon e ALDH2 (transiente vs. sustentada), bem como o metabolismo mitocondrial, no coração de camundongos selvagens. Em seguida, avaliaremos a participação individual da PKCepsilon e ALDH2, bem como a interdependência do eixo PKCepsilon-ALDH2 na cardioproteção induzida pelo exercício. Para isso, exercitaremos camundongos selvagens e geneticamente modificados (camundongos PKCepsilon nocaute e camundongos ALDH2 knock-in) e na sequência submeteremos os corações isolados desses animais ao protocolo de isquemia-reperfusão ex vivo (Langendorff). Após o período experimental analisaremos parâmetros de lesão cardíaca (área de infarto, fosforilação JNK, liberação LDH no perfusato), consumo de O2 mitocondrial, liberação de H2O2 mitocondrial, peroxidação lipídica, formação de adutos de Michaelis, expressão e ativação da PKCepsilon, fosforilação e atividade da ALDH2.Nossos dados preliminares mostram que sete dias de exercício físico em esteira rolante promovem diminuição da área de infarto em camundongos selvagens submetidos ao protocolo de isquemia-reperfusão (em relação aos não exercitados). Ainda, essa cardioproteção é acompanhada de um aumento da expressão da PKCepsilon no lisado total cardíaco, assim como aumento da atividade da ALDH2. Esse estudo torna-se interessante uma vez que a compreensão mais detalhada de processos celulares envolvidos na cardioproteção contra danos isquêmicos (mais especificamente o eixo intracelular PKCepsilon-ALDH2) contribuirá para o desenvolvimento de terapias farmacológicas e não farmacológicas mais eficazes. Esse projeto conta com a colaboração da Profa. Dra. Patricia Chakur Brum da Escola de Educação Física e Esporte da USP e da Profa. Dra. Daria Mochly-Rosen da Universidade de Stanford, CA-EUA. (AU)