Regulação do metabolismo associado a pluripotência e diferenciação pelo Pax-3, um gene embrionário regulado pelo diabete

Resumo

O foco principal do laboratório de Loeken é entender como o diabete materno causa malformações congênitas. Usando um modelo de ratas prenhes diabéticas, Loeken et al. mostraram que o aumento do metabolismo da glicose de embriões inibe a expressão de Pax3, um gene necessário para o fechamento do tubo neural, e que a inibição da expressão de Pax3 leva a defeitos do tubo neural (DTN), uma das malformações mais comuns que ocorrem na gravidez diabética humana. Os DTN resultantes da insuficiência de Pax3 parecem ser causados pela desrepressão da proteína supressora de tumor p53, levando à apoptose neuroepitelial. A equipe de trabalho de Loeken analisou células-tronco embrionárias de camundongos (CTE) em meio contendo baixa concentração de glicose (fisiológico) -denominado LG-ESC. Essas células respondem a mudanças de concentrações de glicose de normais para altas, similar as que os embriões respondem frente as alterações de uma gravidez não diabética para uma diabética. Essas linhagens celulares permitem o estudo de como um ambiente diabético causa distúrbios moleculares e bioquímicos, o que não é possível usando os modelos de embriões de camundongo (in vivo). Além das linhagens LG-ESC do tipo selvagem, há as linhagens que codificam os alelos do Pax3 do tipo selvagem ou mutante e possuem um plasmídeo que pode induzir a expressão indutora do RNAm que codifica a p53. Como o p53 está envolvido na regulação do ciclo celular, diferenciação e aumento do metabolismo oxidativo dos combustíveis celulares, o Pax3 pode ser necessário durante o estabelecimento do tubo neural para reprimir o p53 e seus efeitos no ciclo celular, diferenciação e metabolismo energético. Este estudo propõe o cultivo destas células sob condições para induzir precursores neuronais em concentração de normal e alta de glicose, com e sem a repressão de p53, e estudar a expressão e função de genes que regulam a diferenciação do tubo neural e metabolismo da glicose. O estudo testará a hipótese que a inibição da expressão de Pax3 pela alta concentração de glicose ou mutação do gene Pax3:1. Inibe o metabolismo glicolítico e estimula o metabolismo oxidativo.2. Inibe a expressão dos marcadores de pluripotência, Nanog, Oct4 e Sox2, e aumenta a expressão de marcadores de diferenciação neural como Sox1 e Nanog.3. Inibe o ciclo celular.4. E confirmar que todos esses efeitos do Pax3 são mediados pelo p53.O desenvolvimento deste projeto fornecerá uma nova visão sobre como o diabete materno regula os defeitos do tubo neural através da expressão gênica que afeta o metabolismo energético das células. (AU)