Drosophila melanogaster como modelo para estudo de câncer e doenças degenerativas: Estudo funcional do gene DmelEMC1 e as interações genéticas com outros membros do complexo EMC

Resumo

O desenvolvimento do câncer é um processo de múltiplos passos, que envolve a cooperação entre mutações em componentes das vias de sinalização, ciclo celular e morte celular, assim como as interações entre o tumor e o microambiente tumoral. Estudos recentes demonstram o poder da D. melanogaster para avaliar esses processos, possibilitando o entendimento molecular de vias centrais de sinalização e processos celulares, tais como divisão celular, apoptose, controle do ciclo celular, metabolismo, tráfego vesicular, biossíntese de organelas, autofagia, dentre muitos outros cuja perturbação pode resultar em doenças, incluindo diversas síndromes humanas. Dados recentes de nosso laboratório mostram que o silenciamento de EMC1 em células de melanoma reduz a taxa de proliferação, migração e sobrevivência celular in vitro e atenua o crescimento tumoral in vivo. Em células de tumor de mama, a superexpressão de EMC1 aumenta a proliferação e migração celular. Os recentes resultados do projeto de Doutorado FAPESP (13/21242-2) do aluno Carlos Antonio Couto Lima (Couto et al, manuscrito em fase final de preparação, no qual o candidato à bolsa é co-autor) descrevem em D. melanogaster uma alta letalidade dos animais quando dirigimos um RNAi para células de linhagem miogênica devido a incapacidade motora para os animais emergirem do pupário, sendo que as moscas que emergem se caracterizam por incapacidade de vôo, dificuldade locomotora e deficiência de ingestão alimentar. Mostramos ainda que as mitocôndrias, nos músculos torácicos destes animais silenciados, apresentam alterações dramáticas em sua morfologia, com diminuição do tamanho e compactação das cristas, resultando em uma atividade mitocondrial reduzida no consumo de oxigénio em resposta à adição de ADP. Foi visto também que a proteína EMC1 endógena esta localizada no retículo sarcoplasmático, particularmente concentrada em regiões onde as cisternas do retículo sarcoplasmático envolvem as mitocôndrias, o que reforça o papel de EMC1 na interligação do retículo endoplasmático com as mitocôndrias. O direcionamento do RNAi para o tecido precursor das asas gerou animais incapazes de voar e com variados graus de defeitos nesta estrutura, que se assemelham a fenótipos descritos para genes já caracterizados, como NOTCH. O único estudo funcional das DmelEMCs em Drosophila, recentemente publicado (Satoh et al, 2015), mostra a função de proteínas do complexo EMC na acumulação de Rodopsina nos Rabdômeros dos fotorreceptores, sendo essenciais na manutenção da estrutura normal da retina. Recentes resultados de análises de mutações de pacientes com distrofia da retina, um grupo heterogêneo de doenças hereditárias causadas pela perda da função dos fotorreceptores, contribuindo mundialmente para a maior causa da cegueira, sugerem fortemente EMC1 como um dos candidatos nesta patogenicidade (Abu-Safieh et al, 2013). Dentro deste contexto, dada a versatilidade na abordagem de várias questões relacionadas a biologia do câncer e a demonstração de sua relevância direta para tumorigênese em mamíferos, pretendemos utilizar as vantagens deste modelo para explorar os mecanismos moleculares da participação da proteína DmelEMC1 em vias funcionais e processos essenciais à progressão tumoral, além de investigar a interação entre DmelEMC1 e os demais membros do complexo EMC no desenvolvimento, envolvendo proliferação, diferenciação, morte e migração celular. Com isso, esperamos desvendar a participação da proteína EMC1 no desenvolvimento de estruturas normais, no crescimento de clones tumorais induzidos por manipulação de oncogenes e supressores tumorais com a perspectiva de transferir os conhecimentos adquiridos para a área de estudo do câncer humano e de doenças degenerativas humanas.