Investigação de vesículas extracelulares em animais submetidos a exercício físico aeróbio agudo e após injúria traumática cerebral

Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2016.As vesículas extracelulares (VEs) são liberadas pelas células e circulam em fluidos biológicos. Elas carregam e entregam proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos que participam da regulação da expressão gênica na célula receptora. Entre os ácidos nucleicos transportados por VEs estão os microRNAs (miRNA). As VEs participam de diferentes estados de saúde e doença, por exemplo, durante uma prática esportiva e injúria traumática cerebral (ITC). O exercício físico é importante componente no tratamento de doenças metabólicas. Já a ITC é uma grande causa de morte no mundo, devido a quedas, acidentes de carros e na prática de esportes como futebol americano e boxe. Este trabalho tem como objetivo caracterizar os miRNAs associados a VEs presentes no soro de ratos e plasma de cavalos submetidos a exercício físico aeróbio agudo. Além disso, tem como objetivo caracterizar VEs após ITC em camundongos e na morte celular por necroptose, um dos componentes da ITC, em macrófagos. Ratos foram exercitados em esteira em intensidades leve, moderada e intensa e cavalos foram submetidos a prova oficial de enduro equestre e amostras de sangue foram coletadas antes da prova, após 66km, após o final da prova (130km), 2h após o final da prova e 15h após o final da prova. A caracterização de VEs foi feita, os pequenos RNAs foram extraídos de VEs e sequenciados. A caracterização biofísica das partículas mostrou aumento na concentração de VEs tanto no soro de ratos exercitados quanto no plasma de cavalos após a prova de enduro. Entre os miRNAs diferencialmente expressos após o exercício em ratos são rno-miR-128-3p, rno-miR-25-3p, rno-miR-148a-3p, rno-miR-191a-5p, rno-miR-22-3p, rno-miR- 27a-3p e em cavalos eca-miR-30d, eca-miR-25, eca-miR-30e, eca-miR-423-5p, eca-miR-92a e eca-miR-140-3p. Camundongos foram submetidos à ITC em laboratório e as VEs foram purificadas diretamente do cérebro, quantificadas e a presença de IL-1β analisadas nessas VEs. A via de morte por necroptose foi ativada em macrófagos derivados da medula óssea (MDMO) após tratamento com LPS+ZVAD e as VEs foram analisadas. A ITC não aumentou a concentração de VEs no cérebro de camundongos mas mostrou um aumento na concentração de IL-1β em VEs de camundongos lesionados. A morte por necroptose em MDMO induziu um aumento na concentração de VEs, tendo as proteínas RIPK1 e RIPK3 papel na liberação e carregamento proteico de VEs. As VEs purificadas de MDMO necroptoticos podem causar morte celular em linhagem de célula neuronal receptora. Este estudo pode servir como base para outros estudos e também ajudar no entendimento do papel de VEs na atividade física e na ITC.As vesículas extracelulares (VEs) são liberadas pelas células e circulam em fluidos biológicos. Elas carregam e entregam proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos que participam da regulação da expressão gênica na célula receptora. Entre os ácidos nucleicos transportados por VEs estão os microRNAs (miRNA). As VEs participam de diferentes estados de saúde e doença, por exemplo, durante uma prática esportiva e injúria traumática cerebral (ITC). O exercício físico é importante componente no tratamento de doenças metabólicas. Já a ITC é uma grande causa de morte no mundo, devido a quedas, acidentes de carros e na prática de esportes como futebol americano e boxe. Este trabalho tem como objetivo caracterizar os miRNAs associados a VEs presentes no soro de ratos e plasma de cavalos submetidos a exercício físico aeróbio agudo. Além disso, tem como objetivo caracterizar VEs após ITC em camundongos e na morte celular por necroptose, um dos componentes da ITC, em macrófagos. Ratos foram exercitados em esteira em intensidades leve, moderada e intensa e cavalos foram submetidos a prova oficial de enduro equestre e amostras de sangue foram coletadas antes da prova, após 66km, após o final da prova (130km), 2h após o final da prova e 15h após o final da prova. A caracterização de VEs foi feita, os pequenos RNAs foram extraídos de VEs e sequenciados. A caracterização biofísica das partículas mostrou aumento na concentração de VEs tanto no soro de ratos exercitados quanto no plasma de cavalos após a prova de enduro. Entre os miRNAs diferencialmente expressos após o exercício em ratos são rno-miR-128-3p, rno-miR-25-3p, rno-miR-148a-3p, rno-miR-191a-5p, rno-miR-22-3p, rno-miR- 27a-3p e em cavalos eca-miR-30d, eca-miR-25, eca-miR-30e, eca-miR-423-5p, eca-miR-92a e eca-miR-140-3p. Camundongos foram submetidos à ITC em laboratório e as VEs foram purificadas diretamente do cérebro, quantificadas e a presença de IL-1β analisadas nessas VEs. A via de morte por necroptose foi ativada em macrófagos derivados da medula óssea (MDMO) após tratamento com LPS+ZVAD e as VEs foram analisadas. A ITC não aumentou a concentração de VEs no cérebro de camundongos mas mostrou um aumento na concentração de IL-1β em VEs de camundongos lesionados. A morte por necroptose em MDMO induziu um aumento na concentração de VEs, tendo as proteínas RIPK1 e RIPK3 papel na liberação e carregamento proteico de VEs. As VEs purificadas de MDMO necroptoticos podem causar morte celular em linhagem de célula neuronal receptora. Este estudo pode servir como base para outros estudos e também ajudar no entendimento do papel de VEs na atividade física e na ITC