Modulação da expressão do receptor a7nAChR por processos inflamatórios e o efeito sobre a atividade de neurônios hipotalâmicos que participam da homeostase energética

Resumo

O hipotálamo expressa diferentes neuropeptídios que controlam diferentes aspectos da homeostase corpórea. O núcleo arqueado é uma região hipotalâmica composta por duas populações de neurônios envolvidos com a homeostase energética: orexígenos (NPY/AGRP), que estimulam a ingestão alimentar e anorexígenos (POMC/CART), que inibem a ingestão alimentar. A leptina, um dos hormônios sinalizadores desses neurônios, age através de seu receptor (LepR). A ativação desse receptor resulta na ativação de JAK2/STAT3. Estudos mostram que o consumo de dieta rica em ácidos graxos saturados em curtíssimo período ativa vias inflamatórias no hipotálamo, mostrando que processos inflamatórios têm papel fundamental no desenvolvimento dos distúrbios metabólicos que estão associados a atividade hipotalâmica. Os receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs) tem ampla expressão no sistema nervoso central e estudos recentes mostram sua capacidade de modular a atividade de neurônios relacionados ao controle da ingestão. Em um estudo recente do nosso grupo foi mostrado que a ativação do receptor a7nAChR no hipotálamo de camundongos reduz a expressão de AGRP/NPY, aumenta a expressão de POMC e reduz a ingestão alimentar e a ativação da AMPK hipotalâmica. Outra característica importante dos receptores a7nAChR é a capacidade destes receptores, de ativar vias de transdução de sinal que resultam na inibição da transcrição de citocinas inflamatórias. Esse mecanismo é denominado reflexo anti-inflamatório colinérgico. O reflexo anti-inflamatório colinérgico tem sido estudado como alvo terapêutico para doenças associadas com desordens nutricionais como Obesidade e o Diabetes. Um estudo de nosso laboratório mostrou que o consumo de dieta hiperlipídica por três dias é capaz de reduzir a expressão do receptor a7nAChR e ainda torna o hipotálamo mais susceptível a danos inflamatórios. A expressão e atividade do receptor a7nAChR depende de vários mecanismos celulares que podem atuar estimulando ou inibindo a expressão do gene Chrna7 ou ainda controlando a presença e atividade do receptor na membrana, como metilação, maturação envolvendo proteínas chaperonas e o sistema ubiquitina-proteassoma (mecanismos pré-transcricionais e pós-traducionais). Embora muitos estudos tenham procurado investigar os mecanismos de sinalização celular de controle da homeostase energética, assim como os efeitos de processos inflamatórios sobre a atividade celular, o papel do receptor a7nAChR neste contexto não tem sido muito investigado. Assim, pretendemos investigar se a exposição a condições inflamatórias ativa mecanismos celulares (pré-transcricionais e/ou pós-traducionais) que atuam precocemente e levam a redução da expressão e/ou a presença do receptor a7nAChR na membrana celular. Além disso, também buscamos avaliar se esses eventos tornam o SNC mais susceptível a processos inflamatórios levando a danos na sinalização que participa do controle da homeostase. Para isso utilizaremos linhagens celulares de micróglia e neuronais expostas à agentes inflamatórios e um modelo de camundongos expostos à dieta hiperlipídica. Nas células em cultura pretendemos empregar a tecnologia de CRISPR-Cas9 para deletar a expressão do receptor a7nAChR. Serão realizadas análises moleculares da expressão do receptor a7nAChR, presença de chaperonas, expressão de marcadores inflamatórios, presença de metilação, participação do sistema ubiquitina-proteassoma, modulação de neuropeptídios pela exposição à leptina e agonista do receptor a7nAChR usando protocolos de RT-PCR, Western Blot, Imunoprecipitação e ELISA. (AU)