Avaliação da expressão de fatores de transcrição e miRNA na modulação da hipertrofia cardíaca de animais velhos que sofreram restrição proteica materna

Abstract

A abordagem da Origem Desenvolvimentista da Saúde e da Doença (DOHaD) investiga a correlação entre a incidência de Doenças Crônicas Não Transmissíveis e a exposição a eventos adversos durante a gestação e primeira infância. Um dos modelos experimentais usados é a exposição materna a uma dieta restrita em proteínas (RPM) que já vem sendo descrito como responsável pelo aumento da incidência de síndromes metabólicas na vida adulta, incluindo doenças cardíacas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi analisar o perfil proteômico do coração desses animais e investigar os mecanismos moleculares, visando compreender os efeitos de longo prazo da RPM e sua participação na origem de síndromes metabólicas no envelhecimento. Foram utilizados ratos Sprague Dawley machos, com 540 dias de idade pósnatal (DPN), provenientes de mães alimentadas com ração padrão (17% de proteína, grupo controle) ou hipoprotéica (6% de proteína, grupo RPGL) durante a gestação e lactação. No DPN 539, os animais foram submetidos a ecocardiograma. No dia seguinte, foram eutanasiados e o ventrículo esquerdo (VE) foi dissecado e fixado em Metharcan, para confecção de lâminas histológicas ou congelado a -80°C para extração proteica e análise proteômica por espectrometria de massas (Shotgun). A análise funcional revelou que o grupo RPGL apresentou aumento da frequência cardíaca e do diâmetro diastólico do VE, além de diminuição da massa e da parede do VE. As análises morfológicas mostraram redução das estruturas dos cardiomiócitos e aumento na deposição de colágeno na matriz extracelular no grupo RPGL, caracterizando um quadro de hipertrofia cardíaca excêntrica. A proteômica identificou 338 proteínas diferencialmente expressas (PDEs), que enriqueceram 40 vias moleculares e 135 termos ontológicos, sendo 55% associados ao metabolismo energético. A análise do metabolismo energético revelou quatro clusters de proteínas formando redes associadas à cadeia transportadora de elétrons (CTE). Dois dos quatro fatores de transcrição enriquecidos, Taf1 e Egr1,foram validados por RT-qPCR. Observou-se aumento significativo da expressão de Taf1 (p: 0,0181), mas não de Egr1 (p=0,0512). Nossos resultados demonstram que a RPM altera a funcionalidade cardíaca ao longo da vida, levando à hipertrofia excêntrica por meio de alterações no metabolismo energético, principalmente na CTE, e que o Taf1 surge como um potencial modulador dessas alterações.

The Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD) approach investigates the correlation between the incidence of Non-Communicable Chronic Diseases and exposure to adverse events during gestation and early childhood. One of the experimental models used is maternal exposure to a protein-restricted diet (PRD), which has been described as responsible for increasing the incidence of metabolic syndromes in adulthood, including heart disease. Therefore, the objective of this work was to analyze the proteomic profile of the hearts of these animals and investigate the molecular mechanisms, aiming to understand the long-term effects of PRD and its role in the origin of metabolic syndromes in aging. Male Sprague Dawley rats, 540 days postnatal age (PND), from mothers fed a standard diet (17% protein, control group) or a low-protein diet (6% protein, RPGL group) during gestation and lactation, were used. On PND 539, the animals underwent echocardiography. The following day, they were euthanized, and the left ventricle (LV) was dissected and fixed in Metharcan for histological slide preparation or frozen at -80°C for protein extraction and proteomic analysis by mass spectrometry (Shotgun). Functional analysis revealed that the RPGL group showed increased heart rate and LV diastolic diameter, as well as decreased LV mass and wall thickness. Morphological analyses showed a reduction in cardiomyocyte structures and an increase in collagen deposition in the extracellular matrix in the RPGL group, characterizing a picture of eccentric cardiac hypertrophy. Proteomics identified 338 differentially expressed proteins (DEPs), enriching 40 molecular pathways and 135 ontological terms, with 55% associated with energy metabolism. Analysis of energy metabolism revealed four protein clusters forming networks associated with the electron transport chain (ETC). Two of the four enriched transcription factors, Taf1 and Egr1, were validated by RT-qPCR. A significant increase in Taf1 expression was observed (p: 0.0181), but not in Egr1 (p=0.0512). Our results demonstrate that RPM alters cardiac function throughout life, leading to eccentric hypertrophy through changes in energy metabolism, mainly in the ETC, and that Taf1 emerges as a potential modulator of these changes