Caracterização da expressão de vias de reparo e medida de dano ao DNA em epitélio olfatório de camundongos

As primeiras células responsáveis pela percepção olfatória são os neurônios olfatórios (OSNs) presentes no epitélio olfatório (EO) da cavidade nasal, que reconhecem moléculas voláteis presentes no ar, denominadas odorantes, através de receptores específicos. Diferentemente de neurônios do sistema nervoso central (SNC), que estão relativamente protegidos de genotoxinas exógenas, OSNs estão em constante contato com agentes potencialmente genotóxicos, incluindo o oxigênio atmosférico. Além disto, em contraste com a maioria dos neurônios do SNC, OSNs são periodicamente repostos através de neurogênese adulta, portanto, possuem um tempo de vida menor do que outros neurônios. A função olfatória diminui durante o envelhecimento normal e patológico, através de mecanismos que ainda não estão totalmente claros. Em doenças neurodegenerativas, a perda do olfato é um dos sintomas iniciais e é utilizada como marcador de resposta a alguns tratamentos. Relações causais entre deficiências em reparo de DNA e neurodegeneração já foram demonstradas em vários modelos experimentais. No entanto, ainda não se sabe se alterações nessas vias contribuem para a perda olfatória observada nessas condições, provavelmente porque não há dados disponíveis na literatura sobre vias de reparo de DNA em OSNs. Por isso, o objetivo deste estudo foi caracterizar as vias de reparo de DNA presentes em populações de OSNs maduros e seus precursores. Analisamos dados de expressão de genes de reparo extraídos de dois transcriptomas diferentes, um relacionado à idade e outro, ao estágio de diferenciação destes neurônios. Em seguida, validamos os resultados obtidos da análise in silico através de PCR em tempo real utilizando amostras de EO de camundongos da linhagem C57BL/6J em duas idades (neonatos e com três semanas de idade). Nossos resultados indicam que OSNs são proficientes em todas as vias de reparo de excisão analisadas, apresentando expressão detectável de genes essenciais de cada via. A comparação entre populações enriquecidas em precursores ou em neurônios maduros, nas duas análises, sugere que a atividade de pelo menos quatro vias de reparo de excisão é menor em camundongos jovens, quando comparados aos neonatos, sugerindo, portanto, que há diminuição na expressão durante a diferenciação destas células. Esta observação vai corrobora com dados da literatura que mostraram que a expressão e atividade de proteínas de reparo em células proliferativas é maior do que em célulasterminalmente diferenciadas. Para testar a hipótese de que, por estarem em constante contato com agentes genotóxicos, OSNs acumulam mais lesões em DNA do que células no SNC, comparamos os níveis de lesões em DNA obtido de amostras de EO e de bulbo olfatório (BO), e de córtex temporal (CT), uma região cerebral que não apresenta taxas significativas de neurogênese e não expostas ao ambiente externo. A taxa de lesão foi calculada a partir de dados obtidos por PCR de longa extensão. Resultados obtidos utilizando EO, BO e CT de camundongos com três semanas de idade mostram que a amplificação em amostras de CT é muito menor do que em EO ou BO, sugerindo que neurônios do SNC acumulam mais lesões do que neurônios de regiões que apresentam neurogênese, mesmo que estas estejam constantemente expostas a agentes genotóxicos exógenos. Além disso, a eficiência de amplificação de fragmentos longos de DNA mitocondrial (mtDNA) foi menor em EO do que em BO, sugerindo que a constante exposição ao oxigênio atmosférico contribui para o acúmulo de lesões ao mtDNA, que é mais suscetível do que o DNA nuclear. Esse trabalho demonstra, pela primeira vez, que OSNs expressam proteínas essenciais de vias de reparo de DNA, cuja expressão decresce durante o processo de maturação dos neurônios olfatórios. Esses resultados devem contribuir para o entendimento dos mecanismos de manutenção da integridade genômica nestas células tão únicas. (AU)