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Título: Changes in Gene Expression and Adenosine A2B Receptor Activity in the Failing Right Ventricle Secondary to Pulmonary Arterial Hypertension
Autor: Dias, Eduardo Ferreira Martins
Orientador: Sousa, Ana Patrícia Fontes de
Almeida, Estela Maria Bastos Martins De
Palavras-chave: Hipertensão Arterial Pulmonar
Monocrotalina
Adenosina
Recetores de Adenosina
Remodelação do Ventrículo Direito;
Expressão Génica
Data: 4-Abr-2018
Resumo: A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma doença progressiva e potencialmente fatal que afeta a vasculatura pulmonar e, consequentemente, o coração. Esta doença cardiopulmonar é caracterizada por uma ampla variedade de fatores desencadeadores iniciais que promovem a remodelação da vasculatura pulmonar, aumentando a sua resistência ao fluxo sanguíneo. Este estado de elevada resistência circulatória pulmonar sobrecarrega o ventrículo direito (VD). A sobrecarga contínua exercida pelo incremento da pressão da artéria pulmonar é agravada pelo aumento da massa muscular (remodelação do VD) no sentido de aumentar a sua função contráctil para vencer a resistência. Frequentemente, o VD é incapaz de suportar a sobrecarga contínua a que é submetido e transita para um estado de insuficiência cardíaca, causando a morte do paciente. A adenosina (ADO) é um nucleósido purínico ubíquo capaz de modular a função cardíaca. A ADO atua como uma molécula sinalizadora através da ativação de quatro subtipos de recetores: A1AR, A2AAR, A2BAR e A3AR. Entre estes, os recetores A2AAR e A2BAR são os subtipos maioritariamente expressos em fibroblastos cardíacos (FCs), o tipo celular mais abundante no coração. Estas células apresentam um papel relevante na hipertrofia e fibrose do VD em pacientes com HAP, contribuindo para a disfunção e insuficiência deste órgão. Suspeita-se que a estimulação dos recetores A2AAR e A2BAR induzida pela ADO pode estar envolvida nas propriedades hiperproliferativas e profibróticas dos FCs do VD em doentes com HAP. Neste contexto, o presente estudo pretendeu investigar o papel destes dois recetores na proliferação e produção de colagénio do tipo I por FCs em cultura, isolados do VD de ratazanas adultas com HAP. A HAP foi induzida, aleatoriamente, em ratazanas Wistar machos através de uma injeção subcutânea única de monocrotalina (MCT; grupo MCT) ou veículo (NaCl 0.9%; grupo CTRL). As ratazanas foram eutanasiadas 21 a 25 dias após a administração de MCT ou solução salina. Os estudos de proliferação e produção de colagénio tipo I foram realizados em subculturas primárias de FCs do VD mantidos em cultura durante 28 dias. Amostras de tecido ventricular direito (VD) e esquerdo (VE) foram, ainda, colhidas para sequenciação do RNA, que por sua vez nos permitiu analisar a expressão génica diferencial entre ratazanas CTRL e MCT. Observou-se que o bloqueio do recetor A2BAR com PSB 603 (100 nM) reduziu a proliferação induzida pelo análogo estável da ADO, NECA (10 µM), nos FCs isolados de ratazanas MCT. A ativação e/ou o bloqueio do recetor A2AAR respetivamente com CGS 21680 (3 e 10 nM) e SCH 442416 (100 nM), não alterou a viabilidade/proliferação celular nem a produção de colagénio tipo I pelos FCs de ambos os grupos de animais. Relativamente à análise da expressão génica diferencial, os nossos dados mostraram que a remodelação, disfunção e insuficiência do VD em ratazanas MCT estão relacionadas com a sobreexpressão de vários genes codificantes de proteínas que estão envolvidas na progressão do ciclo celular, na replicação do DNA e nas interações matriz extracelular-recetores, mas também na via de sinalização PI3K-AKT. Além disso, embora o VE tenha sido considerado intrinsecamente normal no contexto desta doença, o estudo genético permitiu observar alterações significativas da expressão génica que poderão ser funcionalmente relevantes durante o desenvolvimento e progressão da HAP.
Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disorder that affects the pulmonary vasculature and consequently the heart. This cardiopulmonary disease is characterized by a wide variety of initial triggering insults which promote remodeling of the pulmonary vasculature, thereby increasing pulmonary vascular resistance. This state of higher pulmonary circulatory resistance overloads the right ventricle (RV) of the heart, which responds to the sustained pressure overload by accumulating muscle mass (RV remodeling) to enhance its contractile function. In many cases, the RV is unable to cope with the increase in load and heart failure develops, thus causing the patient’s death. Adenosine (ADO) is a ubiquitous purine nucleoside that modulates cardiac function. It acts as a signaling molecule through its interaction with four adenosine receptor (AR) subtypes: A1AR, A2AAR, A2BAR, and A3AR. Among these, A2AAR and A2BAR are highly expressed in cardiac fibroblasts (CFs), the most prevalent cell type in the heart. Since these cells provide a great contribution to the hypertrophic and fibrotic conditions of RV in PAH patients, ultimately leading to right heart dysfunction and failure, ADO-induced stimulation of A2AAR and A2BAR may mediate the hyperproliferative and profibrotic properties that CFs show in the RV of these patients. In this context, this study was designed to investigate the role of both ARs in the proliferation and type I collagen production by cultured CFs isolated from the RV of adult PAH rats. PAH was induced in male Wistar rats that were randomized to receive a single subcutaneous injection of MCT (MCT group) or vehicle (NaCl 0.9%; CTRL group). Rats were euthanized after 21-25 days since MCT or saline administration. Proliferative and type I collagen studies were performed on primary subcultures of RV CFs allowed to grow for 28 days. In addition, RV and left ventricle (LV) tissue samples were also collected to perform a RNA sequencing approach, which allowed us to achieve a differential gene expression analysis between CTRL and MCT rats. We observed that blockade of A2BAR with PSB 603 (100 nM) in cultured CFs from MCT rats decreased the proliferation of these cells induced by the non-selective AR agonist, NECA (10 µM). Furthermore, stimulation and blockade of A2AAR with CGS 21680 (3 and 10 nM) and SCH 442416 (100 nM), respectively, were devoid of effect in cell viability/proliferation and type I collagen production by cultured CFs from both animal groups. Regarding the differential gene expression analysis, our data showed that the RV remodeling, dysfunction and failure in MCT rats are related to the upregulation of several genes encoding proteins that are involved in the cell cycle progression, DNA replication, and extracellular matrix-receptor interactions, but also in the PI3K-AKT signaling pathway. Moreover, although the LV has been considered intrinsically normal in the context of PAH, we also demonstrated that it undergoes significant gene expression changes which may be functionally relevant during PAH development and progression.
URI: http://hdl.handle.net/10348/8620
Tipo de Documento: Dissertação de Mestrado
Aparece nas colecções:DGB - Dissertações de Mestrado
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