Atuação de lipídeos bioativos e espécies reativas de oxigênio na diferenciação cardíaca

Abstract

Uma complexa maquinaria molecular é responsável pelo desenvolvimento cardíaco, e qualquer alteração nesta maquinaria pode ocasionar cardiopatias congênitas. Nesse sentido, lipídeos bioativos e espécies reativas de oxigênio (ERO) podem apresentar importante papel durante a regulação da morfogênese cardíaca. Os lipídeos bioativos apresentam papel na sinalização celular, sendo relacionados à pluripotência e diferenciação. Adicionalmente, ERO são essenciais para o desenvolvimento cardíaco, contudo, a excessiva produção de ERO está diretamente associada à malformação da estrutura do coração. Nesse sentido, ERO podem promover o acúmulo de ceramida e reduzir a síntese de esfingosina-1-fosfato, gerando alterações na concentração de esfingolipídeos. Desta forma, esta dissertação de mestrado revisa a relação entre lipídeos bioativos e ERO, descrevendo o impacto desta relação no desenvolvimento e malformações da estrutura cardíaca. Posteriormente, são utilizados dados transcritômicos e ferramentas de quimio-biologia de sistemas para avaliar as funções potenciais de lipídeos bioativos durante o desenvolvimento cardíaco de Mus musculus. Os dados obtidos indicam que os lipídeos bioativos estão relacionados com a morfogênese cardíaca, associados à expressão gênica, rearranjo do citoesqueleto, motilidade e adesão celular. Esses lipídios podem participar da resposta celular a estímulos externos, alterando a dinâmica da membrana plasmática e influenciando a morfogênese cardíaca através da remodelagem da matriz extracelular. Adicionalmente, esses lipídios podem mediar o estímulo de secreção de citocinas, como IL-6, além da regulação da mobilização de Ca2+ e da atividade de fatores de crescimento.

A complex molecular machinery is responsible for the control of cardiac development, where any disruption of this system leads to congenital cardiopathies. In this sense, bioactive lipids and reactive oxygen species (ROS) show important roles in regulating cardiac morphogenesis. Bioactive lipids are observed in cellular signaling processes, and have been reported to be necessary for cellular pluripotency and differentiation. Additionally, redox homeostasis is crucial during embryonic development, since excessive ROS production is directly related to malformations of cardiac structures. In this sense, ROS can promote ceramide accumulation and reduce sphingosine-1-phosphate synthesis, generating an imbalance in the sphingolipid concentration. Thus, this master’s degree dissertation reviews the relationship between bioactive lipids and ROS, describing the impact of this relationship during cardiac structure development and malformations. Henceforth, transcriptomic data and systems chemo-biology tools were employed to evaluate the potential role of bioactive lipids during cardiac development in Mus musculus. Our analysis indicated that bioactive lipids are related to cardiac morphogenesis, gene expression, cytoskeletal rearrangement, cell adhesion and motility. Bioactive lipids can participate in the cellular response to external stimuli, altering the plasma membrane dynamics and influencing cardiac morphogenesis through the remodeling of the extracellular matrix. Additionally, these lipids may mediate the stimulation of cytokines release, such as IL-6, regulate the Ca2+ mobilization and the activity of growth factors.