doctoralThesis
Análise in vitro da co-expressão e efeito do microRNA-9 (miR-9-5p) em genes ligados à Calcificação Cerebral Primária Familiar
Autor
BEZERRA, Darlene Paiva
Institución
Resumen
Calcificação Cerebral Primária Familiar (CCPF) é uma doença neurológica caracterizada por depósitos de fosfato de cálcio nos gânglios basais e outras regiões cerebrais sendo frequentemente associada com alterações motoras e comportamentais. Mutações nos genes SLC20A2, PDGFB, PDGFRB e XPR1 estão associadas à CCPF e são preditos como alvo para alguns agentes reguladores, como os microRNAs (miRNAs). MiRNAs são pequenas sequências de RNAs não codificantes que regulam negativamente a expressão gênica no nível pós-transcricional. O MiRNA-9 (miR-9) é um tipo de miRNA seletivamente expresso em tecidos neuronais que desempenha um papel essencial no desenvolvimento neuronal e sabidamente regula a expressão de PDGFR-beta em cardiomiócitos. Nosso objetivo foi observar a influência do miR-9-5p no desenvolvimento ou aprimoramento da calcificação in vitro, focado nos genes ligados à CCPF. Um estudo in silico, utilizando os softwares online TargetScan e DianaTools, foi feito para verificar se o miR-9-5p regula genes envolvidos na CCPF. As células utilizadas no modelo in vitro foram as SaOs-2 (osteosarcoma) e HEK293 (embrionária renal) foram mantidas em DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's medium) suplementado com 10% de soro bovino fetal, 0,5% de glutamina 200 mM e 10,000 U/mL de penicilina/estreptomicina. O meio osteogênico é composto do meio de manutenção adicionado de ácido ascórbico 250 μM e 1 mMβ-glicerofosfato como modelo para a calcificação. O meio das células cultivadas foi substituído a cada 3 dias, exceto o ácido ascórbico que foi adicionado todos os dias. A identificação e quantificação de marcadores de osteoblastos (coloração de citoquímica – Alizarin Red) foram realizadas nos dias 0, 7 e 14. Verificamos a co-expressão do o miR-9-5p em genes envolvidos na CCPF através da transfecção em células durante 24hutilizando lipofectamina 2000.O processo de calcificação e co-expressão foram analisados por qPCR e western blotting. Foi feito um estudo eletrofisiológico para verificar a funcionalidade do miR-9-5p em células SaOs-2. Observamos que durante o processo de calcificação o perfil de expressões de genes envolvidos na CCPF é alterado. Com 14 dias de calcificação, comprovado com o Alizarin Red, o miR-9-5p mostrou uma tendência a aumentar com a proteína PiT2 (SLC20A2) diminuída, comprovando a regulação predita. Com o aumento da expressão do o miR-9-5p, observamos uma significante diminuição do PiT2 e PDGFrB. O uso de um inibidor de o miR-9-5p confirmou os achados prévios. Dados adicionais eletrofisiológicos mostraram a atuação, após 24h de transfecção, do miR-9-5p alterando o perfil nas correntes de entradas e saídas de membrana, mostrando uma atuação mais efetiva via canais de potássio e sódio dependente de voltagem. Concluímos que o miR-9-5p é um importante regulador de genes envolvidos no CCPF, durante a calcificação, podendo ser uma via de estudo para entender melhor o processo de calcificação e um potencial alvo terapêutico. Primary familial cerebral calcification (PFCC) is a neurological disease characterized by deposits of calcium phosphate in the basal ganglia and other brain regions. This clinical condition has been seen as associated with neurobehavioral and cognitive impairment. Mutations in SLC20A2, PDGFB, PDGFRB and XPR1 genes are associated with PFCC. and are targets predicted to be modulated by many agents, including MicroRNAs (miRNAs). miRNAs are small molecules of non-coding RNAs that negatively regulate post-transcriptional gene expression. MiRNA-9 (miR-9) is a type of miRNA selectively expressed in tissue neurons that plays an essential role in neuronal development at also regulates a PDGFR-beta expression in cardiomyocytes. Our objective was to observe an influence of miR-9-5p on the development and enhancement of in vitro calcification. In silico study, using the online softwaresTargetScan and DianaTools, was done to check if the miR-9-5p is predicted to regulate genes linked to PFCC. SaOs-2 (osteosarcoma) and HEK293 (embryonic kidney) cells were maintained in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's medium) supplemented with 10% fetal bovine serum, 0.5% glutamine 200 mM and 10,000 U / ml Penicillin / streptomycin. The environment with maintenance medium compound added with 250 μM ascorbic acid and 1 mMβ-glycerophosphate for the calcification model. The medium of the cultured cells was replaced every 3 days except ascorbic acid which was added every day. Identification and quantification of osteoblast markers (cytochemical staining - Red Alizarin) were performed on days 0, 7 and 14. We found a co-expression of miR-9-5p in genes involved in PFCC through transfection in cells for 24 hours using lipofectamine 2000. The calcification and co-expression process were analyzed by qPCR and western blotting analysis. It was an electrophysiological study to verify the functionality of miR-9-5p in SaOs-2 cells. We observed that during the process of calcification the profile of genes expression involved in PFCC was altered. With 14 days of calcification, stained with Alizarin Red, miR-9-5p showed a tendency to increase with a decreased PiT2 (SLC20A2) protein, proving a predicted regulation. With increased expression of miR-9-5p, we observed a significant decrease in PiT2 and PDGFrB. The use of a miR-9-5p inhibitor confirmed the previous findings. Additional electrophysiological data showed that, 24hours after of transfection, miR-9-5p altered the electrophysiological profile in the inputs and outputs currents, aiming at a more effective modulation through potassium and sodium channels voltage-dependent. We conclude that miR-9-5p is an important regulator of genes involved in PFCC during calcification and may be a pathway of study for the understand the calcification process and a potential therapeutic target.