麦角硫因:转基因小鼠对镰状细胞性贫血的治疗潜力

VS Bernardo , FF Torres , BBV Marques , LNS Nunes , DC Noronha , MCM Silva , MAF Corat , DGH Silva , E Belini-Júnior , L Torres
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Os animais foram eutanasiados por aprofundamento da anestesia (CEUA 5955-1/2022) e a medula óssea foi utilizada para análise de RT-qPCR, em pseudo quintuplicatas, de membros de vias de sinalização centrais da biologia redox (<em>ATF4, NFE2L2, FoxO3, CAT, SOD1, GPx1, PRDX1, TRX, TXNIP</em>), do transportador específico de ERT (<em>SLC22A4</em>); e de um fator de iniciação da tradução eucariótica (<em>EIF2α</em>). O <em>fold change</em> do nível de mRNA foi calculado usando a fórmula 2<sup>-ΔΔ</sup><em><sup>CT</sup></em>. Para as análises estatísticas, adotou-se o <em>General Linear Model</em>, no formato <em>one-way</em> ANOVA, seguido pelo teste <em>post hoc</em> de Bonferroni.</div></div><div><h3>Resultados</h3><div>No grupo SS foi observado uma indução dos fatores de transcrição <em>NFE2L2</em> (̃9 vezes), <em>FoxO3</em> (̃3 vezes) e das enzimas antioxidantes <em>CAT</em> (̃4 vezes) e <em>GPX1</em> (̃6 vezes), enquanto para <em>ATF4, TRX, SOD1</em> e <em>PRDX1</em> houve uma inibição em relação ao grupo SF. Já no grupo SS+ERT observou-se uma expressão aumentada de <em>ATF4</em> (̃2 vezes), <em>TXNIP</em> (̃6 vezes), <em>CAT</em> (̃8,5 vezes)<em>, SOD1</em> (̃1,2 vezes) e <em>GPX1</em> (̃3,5 vezes), enquanto os níveis de <em>NFE2L2, TRX1, PRDX1</em> se mantiveram similares ao controle. Interessantemente, houve uma indução da expressão do <em>SLC22A4</em>, tanto no grupo SS (̃7 vezes) quanto SS+ERT (̃13 vezes). Em relação ao <em>EIF2α</em>, sua expressão foi inibida nos SS e manteve-se similar ao controle em SS+ERT.</div></div><div><h3>Discussão</h3><div>A AF é caracterizada pela geração incessante de espécies reativas de oxigênio, o que compromete a capacidade antioxidante das células eritroides. Assim, a fim de atenuá-lo, o mecanismo de resposta redox pode ocorrer de duas formas, pelo controle da atividade enzimática ou em nível transcricional, foco deste estudo, ao induzir as vias de sinalização redox e, consequente, aumentando síntese dos antioxidantes em situações de distresse oxidativo. Esta última, observada no grupo SS, como demonstrado pelos transcritos avaliados. No grupo SS+ERT, como esperado, a suplementação com ERT apresentou uma ação citoprotetora <em>in vivo</em> ao modular vias de adaptação redox. Resultados este que corroboram, nosso estudo prévio <em>in vitro</em>, em células K562 induzidas à diferenciação eritroide e submetidas a estresse oxidativo. Ainda, os altos níveis de <em>SLC22A4</em> tanto nos SS quanto nos SS+ERT, demonstra que esse antioxidante é altamente acumulado em células hematopoiéticas. Ressaltando que a maior expressão desse transportador nos SS tratados sugere uma maior internalização da ERT após sua prolongada administração, reforçando seu papel crítico durante a hematopoiese. Atuação que é corroborada pela elevação de <em>ATF4</em> e <em>TXNIP</em> que vem sendo propostos como novos reguladores da proliferação e diferenciação eritroide. 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Avaliou-se 3 grupos de camundongos humanizados: o controle, constituído de animais transgênicos para S+Fetal (SF); animais transgênicos para AF (SS) e transgênicos tratados com ERT (SS+ERT; VO 35 mg/kg), durante 60 dias. Os animais foram eutanasiados por aprofundamento da anestesia (CEUA 5955-1/2022) e a medula óssea foi utilizada para análise de RT-qPCR, em pseudo quintuplicatas, de membros de vias de sinalização centrais da biologia redox (<em>ATF4, NFE2L2, FoxO3, CAT, SOD1, GPx1, PRDX1, TRX, TXNIP</em>), do transportador específico de ERT (<em>SLC22A4</em>); e de um fator de iniciação da tradução eucariótica (<em>EIF2α</em>). O <em>fold change</em> do nível de mRNA foi calculado usando a fórmula 2<sup>-ΔΔ</sup><em><sup>CT</sup></em>. Para as análises estatísticas, adotou-se o <em>General Linear Model</em>, no formato <em>one-way</em> ANOVA, seguido pelo teste <em>post hoc</em> de Bonferroni.</div></div><div><h3>Resultados</h3><div>No grupo SS foi observado uma indução dos fatores de transcrição <em>NFE2L2</em> (̃9 vezes), <em>FoxO3</em> (̃3 vezes) e das enzimas antioxidantes <em>CAT</em> (̃4 vezes) e <em>GPX1</em> (̃6 vezes), enquanto para <em>ATF4, TRX, SOD1</em> e <em>PRDX1</em> houve uma inibição em relação ao grupo SF. Já no grupo SS+ERT observou-se uma expressão aumentada de <em>ATF4</em> (̃2 vezes), <em>TXNIP</em> (̃6 vezes), <em>CAT</em> (̃8,5 vezes)<em>, SOD1</em> (̃1,2 vezes) e <em>GPX1</em> (̃3,5 vezes), enquanto os níveis de <em>NFE2L2, TRX1, PRDX1</em> se mantiveram similares ao controle. Interessantemente, houve uma indução da expressão do <em>SLC22A4</em>, tanto no grupo SS (̃7 vezes) quanto SS+ERT (̃13 vezes). Em relação ao <em>EIF2α</em>, sua expressão foi inibida nos SS e manteve-se similar ao controle em SS+ERT.</div></div><div><h3>Discussão</h3><div>A AF é caracterizada pela geração incessante de espécies reativas de oxigênio, o que compromete a capacidade antioxidante das células eritroides. Assim, a fim de atenuá-lo, o mecanismo de resposta redox pode ocorrer de duas formas, pelo controle da atividade enzimática ou em nível transcricional, foco deste estudo, ao induzir as vias de sinalização redox e, consequente, aumentando síntese dos antioxidantes em situações de distresse oxidativo. Esta última, observada no grupo SS, como demonstrado pelos transcritos avaliados. No grupo SS+ERT, como esperado, a suplementação com ERT apresentou uma ação citoprotetora <em>in vivo</em> ao modular vias de adaptação redox. Resultados este que corroboram, nosso estudo prévio <em>in vitro</em>, em células K562 induzidas à diferenciação eritroide e submetidas a estresse oxidativo. Ainda, os altos níveis de <em>SLC22A4</em> tanto nos SS quanto nos SS+ERT, demonstra que esse antioxidante é altamente acumulado em células hematopoiéticas. Ressaltando que a maior expressão desse transportador nos SS tratados sugere uma maior internalização da ERT após sua prolongada administração, reforçando seu papel crítico durante a hematopoiese. Atuação que é corroborada pela elevação de <em>ATF4</em> e <em>TXNIP</em> que vem sendo propostos como novos reguladores da proliferação e diferenciação eritroide. Por fim, a análise da expressão de <em>EIF2α</em>, possibilita a proposição que os padrões observados em nível gênico se manteriam em nível proteico.</div></div><div><h3>Conclusão</h3><div>ERT é um modulador com espectro ainda mais amplo do que o previamente disposto na literatura, atuando em vias essenciais para homeostasia redox e eritropoiese.</div></div>\",\"PeriodicalId\":12958,\"journal\":{\"name\":\"Hematology, Transfusion and Cell Therapy\",\"volume\":null,\"pages\":null},\"PeriodicalIF\":1.8000,\"publicationDate\":\"2024-10-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Hematology, Transfusion and Cell Therapy\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2531137924004139\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"HEMATOLOGY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Hematology, Transfusion and Cell Therapy","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2531137924004139","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"HEMATOLOGY","Score":null,"Total":0}
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摘要

材料和方法镰状细胞贫血(SCA)转基因小鼠由 CEMIB/UNICAMP 培育和饲养。对三组人源化小鼠进行了评估:对照组,包括 S+胎儿(SF)转基因动物;AF(SS)转基因动物和接受 ERT 治疗(SS+ERT;VO 35 mg/kg)的转基因动物,为期 60 天。动物被深度麻醉(CEUA 5955-1/2022)后安乐死,骨髓被用于对中央氧化还原生物学信号通路成员(ATF4、NFE2L2、FoxO3、CAT、SOD1、GPx1、PRDX1、TRX、TXNIP)、ERT 特异性转运体(SLC22A4)进行假五重复的 RT-qPCR 分析;以及真核翻译起始因子(EIF2α)。mRNA 水平的折叠变化用公式 2-ΔΔCT 计算。统计分析采用一般线性模型(General Linear Model)和单因素方差分析(one-way ANOVA),然后进行 Bonferroni 事后检验。结果 与 SF 组相比,SS 组诱导转录因子 NFE2L2(̃9 倍)、FoxO3(̃3 倍)以及抗氧化酶 CAT(̃4 倍)和 GPX1(̃6 倍)的表达,而 ATF4、TRX、SOD1 和 PRDX1 的表达受到抑制。SS+ERT 组 ATF4(̃2 倍)、TXNIP(̃6 倍)、CAT(̃8.5 倍)、SOD1(̃1.2 倍)和 GPX1(̃3.5 倍)的表达量增加,而 NFE2L2、TRX1 和 PRDX1 的水平与对照组相似。有趣的是,在 SS 组(̃7 倍)和 SS+ERT 组(̃13 倍)中,SLC22A4 的表达都受到了诱导。在 SS 组中,EIF2α 的表达受到抑制,而在 SS+ERT 组中,EIF2α 的表达与对照组相似。因此,为了缓解这种情况,氧化还原反应机制可以通过两种方式发生:控制酶活性或在转录水平(本研究的重点)上诱导氧化还原信号通路,从而在氧化应激情况下增加抗氧化剂的合成。从评估的转录本中可以看出,在 SS 组中观察到了后者。正如预期的那样,在 SS+ERT 组中,ERT 补充剂通过调节氧化还原适应途径,在体内起到了细胞保护作用。这些结果证实了我们之前在诱导红细胞分化并承受氧化应激的 K562 细胞中进行的体外研究。此外,SS 和 SS+ERT 中的高水平 SLC22A4 表明这种抗氧化剂在造血细胞中高度积累。这种转运体在经处理的 SS 中的较高表达量表明,长期给药后 ERT 的内化程度更高,从而加强了其在造血过程中的关键作用。ATF4 和 TXNIP 的增加也证实了这一点,它们被认为是红细胞增殖和分化的新调节因子。最后,对 EIF2α 表达的分析表明,在基因水平上观察到的模式在蛋白质水平上得以保持。
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ERGOTIONEÍNA: POTENCIAL TERAPÊUTICO EM CAMUNDONGOS TRANSGÊNICOS PARA ANEMIA FALCIFORME

Objetivo

Avaliar os efeitos moduladores e antioxidantes da ergotioneína (ERT) sobre vias de sinalização redox em camundongos falcêmicos.

Materiais e métodos

Camundongos transgênicos para Anemia Falciforme (AF) foram gerados e mantidos na CEMIB/UNICAMP. Avaliou-se 3 grupos de camundongos humanizados: o controle, constituído de animais transgênicos para S+Fetal (SF); animais transgênicos para AF (SS) e transgênicos tratados com ERT (SS+ERT; VO 35 mg/kg), durante 60 dias. Os animais foram eutanasiados por aprofundamento da anestesia (CEUA 5955-1/2022) e a medula óssea foi utilizada para análise de RT-qPCR, em pseudo quintuplicatas, de membros de vias de sinalização centrais da biologia redox (ATF4, NFE2L2, FoxO3, CAT, SOD1, GPx1, PRDX1, TRX, TXNIP), do transportador específico de ERT (SLC22A4); e de um fator de iniciação da tradução eucariótica (EIF2α). O fold change do nível de mRNA foi calculado usando a fórmula 2-ΔΔCT. Para as análises estatísticas, adotou-se o General Linear Model, no formato one-way ANOVA, seguido pelo teste post hoc de Bonferroni.

Resultados

No grupo SS foi observado uma indução dos fatores de transcrição NFE2L2 (̃9 vezes), FoxO3 (̃3 vezes) e das enzimas antioxidantes CAT (̃4 vezes) e GPX1 (̃6 vezes), enquanto para ATF4, TRX, SOD1 e PRDX1 houve uma inibição em relação ao grupo SF. Já no grupo SS+ERT observou-se uma expressão aumentada de ATF4 (̃2 vezes), TXNIP (̃6 vezes), CAT (̃8,5 vezes), SOD1 (̃1,2 vezes) e GPX1 (̃3,5 vezes), enquanto os níveis de NFE2L2, TRX1, PRDX1 se mantiveram similares ao controle. Interessantemente, houve uma indução da expressão do SLC22A4, tanto no grupo SS (̃7 vezes) quanto SS+ERT (̃13 vezes). Em relação ao EIF2α, sua expressão foi inibida nos SS e manteve-se similar ao controle em SS+ERT.

Discussão

A AF é caracterizada pela geração incessante de espécies reativas de oxigênio, o que compromete a capacidade antioxidante das células eritroides. Assim, a fim de atenuá-lo, o mecanismo de resposta redox pode ocorrer de duas formas, pelo controle da atividade enzimática ou em nível transcricional, foco deste estudo, ao induzir as vias de sinalização redox e, consequente, aumentando síntese dos antioxidantes em situações de distresse oxidativo. Esta última, observada no grupo SS, como demonstrado pelos transcritos avaliados. No grupo SS+ERT, como esperado, a suplementação com ERT apresentou uma ação citoprotetora in vivo ao modular vias de adaptação redox. Resultados este que corroboram, nosso estudo prévio in vitro, em células K562 induzidas à diferenciação eritroide e submetidas a estresse oxidativo. Ainda, os altos níveis de SLC22A4 tanto nos SS quanto nos SS+ERT, demonstra que esse antioxidante é altamente acumulado em células hematopoiéticas. Ressaltando que a maior expressão desse transportador nos SS tratados sugere uma maior internalização da ERT após sua prolongada administração, reforçando seu papel crítico durante a hematopoiese. Atuação que é corroborada pela elevação de ATF4 e TXNIP que vem sendo propostos como novos reguladores da proliferação e diferenciação eritroide. Por fim, a análise da expressão de EIF2α, possibilita a proposição que os padrões observados em nível gênico se manteriam em nível proteico.

Conclusão

ERT é um modulador com espectro ainda mais amplo do que o previamente disposto na literatura, atuando em vias essenciais para homeostasia redox e eritropoiese.
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