Hiperosmolaridade como modelo de tolerância ao estresse celular

Silva, Ronaldo Goncalves da [UNIFESP]

Hiperosmolaridade como modelo de tolerância ao estresse celular

Data

2005

Autores

Silva, Ronaldo Goncalves da

Orientadores

Santos, Bento Fortunato Cardoso dos

Tipo

Tese de doutorado

Resumo

o sistema de contra-corrente renal, responsável pelo gradiente osmótico axial córtico- medular, base da concentração urinária, desenvolve-se no período pós-natal. O processo de criação da urina concentrada requer que as células da medula interna renal sobrevivam e funcionem em altas concentrações de NaCI e uréia. Para sobreviver em um meio tão hostil, as células da medula interna renal desenvolveram um programa especializado que as tornam capazes de adaptarem-se ao meio hiperosmótico. Este programa envolve a ativação de quinases transdutoras de sinal, síntese de Heat Shock Proteins (HSPs), retardo no ciclo celular, inibição do processo biossintético e acúmulo de osmóis orgânicos compatíveis (betaína, taurina, inositol e sorbitol), que mantêm o volume intracelular e reduzem a força iônica. A obtenção da linhagem celular originária da medula interna renal (mIMCD3) permitiu estabelecer in vitro um modelo que reproduz as condições encontradas na medula renal in vivo. Este estudo avaliou a expressão de genes conhecidamente osmo-protetores por qRT-PCR durante a adaptação crônica das células mlMCD3 ao NaCI+uréia equimolar, bem como na reaclimatação das células cronicamente adaptadas (1060mOsm/L) (HT) ao meio isotônico (300mOsm/L) (ISO). As expressões dos mRNA do Tonicity Enhancer Binding Protein (TonEBP), HSP70 e dos transportadores de betaína (BGT1), taurina (TauT) e inositol (SmiT) aumentaram gradualmente durante tal adaptação e a reambientação ao meio isotônico diminuiu significantemente as expressões desses mRNAs, reforçando o conceito de um processo adaptativo e não seletivo. A mensuração do pH extracelular das células mlMCD3 ISO e por um microfisiômetria mostrou que o aumento agudo da osmolaridade do meio com NaCI+uréia (até 610mOsm/L) é acompanhado pelo incremento do grau de acidificação do meio e a exposição, gradual ou aguda, das células IMCD HT ao meio ISO é acompanhado pela diminuição, sem perda de viabilidade. A expressão dos mRNAs dos genes osmo-protetores foi também quantificada em tecido renal de córtex e medula de ratos Wistar adultos, bem como em tecido renal total de ratos durante as 3 primeiras semanas de vida. Os mRNAs de HSP70, AR, BGT1 e SmiT mostraram-se significativamente mais abundantes na medula que no córtex renal de ratos adultos, mas os mRNAs de TonEBP e TauT não tiveram diferenças significativas. Durante o período pós-natal de desenvolvimento do gradiente córtico-medular de osmolaridade renal, os mRNAs de TonEBP, HSP70, AR, BGT1 e SmiT apresentaram aumento gradual de suas concentrações renais, com diferenças significativas entre os primeiros dias e o 21° dia de vida. Além disso, avaliamos a resistência das células expostas ao meio hipertônico ante a citotoxicidade por drogas (cisplatina, ciclosporina A, anfotericina B, gentamicina, rapamicina e FK506) comparando às células mantidas em meio isotônico. As células IMCD HT mostraram-se significativamente mais resistentes a todas as drogas testadas, exceto a anfotericina B e a exposição aguda das células IMCD a 100mM de NaCI, NaCI+uréia, uréia, manitol e glicerol alterou a sensibilidade às drogas, o que possivelmente dependeu do mecanismo de morte determinado pelas mesmas. Em conclusão, mimetizamos ín vítro a adaptação fisiológica a hiperosmolaridade e os resultados sugerem que este processo envolve o repertório genético celular. Além disso, este modelo pode ser utilizado para explorar os elementos chave das vias de sobrevivência induzidas pela resposta adaptativa celular e elucidar os mecanismos da citoproteção mediados pela hiperosmolaridade, abrindo a possibilidade de estudo de novas alternativas terapêuticas no combate às nefropatias por toxinas.