Tiago Fernandes.

O treinamento físico aeróbio (TFA) é conhecido pela sua capacidade de atenuar os feitos deletérios do infarto do miocárdio (IM) e da insuficiência cardíaca (IC) bem como aumentar a sobrevida nos pacientes cardiopatas. Entretanto, ainda existe uma grande lacuna na literatura sobre os efeitos terapêuticos do TFA e a participação dos RNAs não codificantes longos (lncRNAs) nas doenças cardiovasculares (DCVs). Os lncRNAs têm demonstrado ser um importante regulador dos mecanismos fisiopatológicos das DCVs, incluindo o IM, particularmente pela modulação transcricional de genes envolvidos na fibrose, angiogênese, apoptose e hipertrofia cardíaca, mecanismos esses, responsáveis da progressão para a IC. Esses transcritos podem promover ou reprimir a transcrição gênica, por meio da sinalização e interação com proteínas de ligação ao RNA, agindo diretamente ou por complexos de remodelamento de cromatina; modulando a dinâmica e o controle epigenético da transcrição de genes específicos; e pela síntese de micropeptídeos. Atualmente, devido a sua estabilidade, são considerados importantes biomarcadores nas DCVs. Porém, atualmente poucos estudados investigaram os efeitos do TFA na modulação dos lncRNAs na IC de etiologia isquêmica e seus efeitos na morfologia e função cardíaca. Diante do exposto, investigaremos o papel do TFA na modulação dos lncRNAs em ratos Wistar insuficientes cardíacos de etiologia isquêmica.

As doenças cardiovasculares (DCV) seguida pelos cânceres são as principais causas de morte no mundo. Elas são reconhecidas por serem doenças complexas e de causa multifatorial, e que apresentam interação e fatores de risco em comum. Nas últimas décadas, a cardio-oncologia tem se voltado para a prevenção e o tratamento de DCV em pacientes sobreviventes do câncer, como resultado da cardiotoxicidade de agentes antineoplásicos. Por outro lado, há um crescente corpo de evidências epidemiológicas demonstrando que as DCV são fatores pró-oncogênicos, uma vez que pacientes com DCV apresentam maior incidência de câncer comparado com populações saudáveis. Uma associação significativa entre hipertensão arterial (HA) e incidência/mortalidade por câncer em humanos tem sido descrita. É possível que a relação bidirecional das doenças possa potencializar os danos cardíacos. Entretanto, pouco se conhece sobre a associação das doenças e os mecanismos relacionados com esse fenômeno. O treinamento físico aeróbio (TFA) vem sendo utilizado como uma importante terapia não farmacológica para aliviar os sintomas, melhorar a tolerância ao exercício e a qualidade de vida e reduzir a hospitalização de pacientes com DCV e câncer. Contudo, os efeitos do TFA sobre as repercussões cardíacas na associação das DCV com o câncer são desconhecidos. Objetivos: O objetivo do presente estudo é investigar a associação entre a HA e o câncer nas alterações fenotípicas cardíaca e na progressão tumoral e verificar o papel terapêutico do TFA sobre a cardiomiopatia e a incapacidade funcional induzida pela relação bidirecional entre as doenças.

O músculo esquelético é o tecido mais abundante e com funções vitais no organismo. A proliferação e diferenciação de mioblastos são as etapas chave durante o desenvolvimento do músculo esquelético, além de contribuírem para a regeneração e o crescimento muscular em adultos. Por outro lado, alterações na miogênese podem estar relacionadas a muitos distúrbios musculares, em que alterações na capacidade regenerativa desempenham um papel crucial na progressão de doenças. Portanto, a identificação de novos componentes que controlam esses processos pode contribuir para a compreensão dos mecanismos de desenvolvimento muscular e potencialmente permitir a identificação de novos alvos terapêuticos. A descoberta de que 98 do genoma humano, embora transcrito, não codifica proteínas foi crucial para reconhecer o papel dos RNAs não codificantes longos (lncRNAs) como reguladores críticos da função celular em nível epigenético, transcricional e pós-transcricional. Embora estudos indiquem que lncRNAs desempenham papel chave na estrutura e função tecidual, seu papel na regulação miogênica, controle de massa e regeneração muscular permanece pouco conhecido. Ainda, anormalidades de lncRNAs têm sido diretamente ligados à biologia e doença do músculo esquelético. O lincRNA-p21 está envolvido em diversos processos celulares via regulação da expressão de múltiplos genes alvo; no entanto, a sua expressão e efeitos no músculo esquelético são desconhecidos. Objetivos: O principal objetivo deste estudo é investigar o impacto da deleção do lincRNA-p21 sobre as adaptações miogênicas, fenotípicas, funcionais, reparativas e moleculares do músculo esquelético; e fornecer conhecimento adicional sobre como os processos transcricional e pós-transcricional são integrados para orquestrar essas alterações musculares. Para a primeira etapa do estudo, avaliaremos os efeitos da inibição do lincRNA-p21 sobre a miogênese, morfologia e metabolismo muscular in vitro usando células C2C12 e primárias de camundongos knockout para o lincRNA-p21. Na segunda etapa do estudo, avaliaremos os efeitos da inibição do lincRNA-p21 sobre a caracterização fenotípica in vivo em camundongos knockout para o lincRNA-p21. Na terceira etapa, avaliaremos os efeitos da inibição do lincRNA-p21 sobre a função e a capacidade de regeneração muscular in vivo, bem como os seus efeitos sobre o desempenho físico. Em seguida, a caracterização molecular no músculo esquelético de camundongos knockout para o lincRNA-p21 será analisada com intuito de avaliar genes e vias de sinalização relacionadas às alterações estruturais e funcionais encontradas. Além disso, iremos avaliar a recuperação de fenótipo muscular via terapia gênica usando o delivery AAV9 em animais com deleção do lincRNA-p21. Por fim, investigaremos a expressão do lincRNA-p21 muscular tanto em modelos induzidos por estímulos fisiológicos como o treinamento físico, quanto patológicos em animais com distrofia muscular, câncer e insuficiência cardíaca.

As doenças cardiovasculares (DCV) seguida pelos cânceres são asprincipais causas de morte no mundo. Elas são reconhecidas por serem doençascomplexas e de causa multifatorial, e que apresentam interação e fatores de risco emcomum. Nas últimas décadas, a Cardio-oncologia tem se voltado para a prevenção e otratamento de DCV em pacientes sobreviventes do câncer, como resultado dacardiotoxicidade de agentes antineoplásicos. Por outro lado, há um crescente corpo deevidências epidemiológicas demonstrando que as DCV são fatores pró-oncogênicos,uma vez que pacientes com DCV apresentam maior incidência de câncer comparadocom populações saudáveis. Uma associação significativa entre o infarto do miocárdio ea incidência/mortalidade por câncer em humanos tem sido descrita. É possível que arelação bidirecional das doenças possa potencializar os danos cardíacos. Entretanto,pouco se conhece sobre a associação das doenças e os mecanismos relacionados comesse fenômeno. Os microRNAs (miRs) tem ganhado grande destaque por regularempós-transcricionalmente a expressão de seus genes alvo (mRNAs) e estarem envolvidoscom o desenvolvimento e agravamento de patologias, como o IM e o câncer. Ainda, sãofatores importantes na regulação gênica da hipertrofia cardíaca (HC) e da cardiogênese.O treinamento físico aeróbio vem sendo utilizado como uma importante terapia nãofarmacológica para aliviar os sintomas, melhorar a tolerância ao exercício e a qualidadede vida, e reduzir a hospitalização de pacientes com DCV e câncer. Contudo, os efeitosdo exercício sobre as repercussões cardíacas na associação das DCV com o câncer sãodesconhecidos.Objetivos: Tratamento da lesão e disfunção cardíaca decorrentes do infarto domiocárdio e câncer via ação de nanovetores e o treinamento físico.Métodos:1) Tratamento do infarto do miocárdio pela inibição do miR-34c-3p conjugado comnanovetores e deleção por sistema de edição com CRISPR/Cas9, via ativação dos genesalvos eIF4E e Klf-11.2) Tratamento da cardiomiopatia do câncer pela inibição do miR-22 conjugado comnanovetores e deleção por sistema de edição com CRISPR/Cas9, via ativação do genealvo HO-1.

O objetivo deste estudo é caracterizar o perfil de expressão de lncRNAs na hipertrofia cardíaca fisiológica induzida pelo HIIT em machos e fêmeas, e comparar as possíveis diferenças em ambos os sexos. Tais resultados justificam sua importância na constante busca por maior compreensão dos mecanismos moleculares das adaptações geradas pelo exercício físico. Além disso, estabelecer possíveis diferenças moleculares entre machos e fêmeas num contexto de treinamento físico; assim como na identificação e possível utilização de marcadores de adaptação ao treinamento físico, e de alvos terapêuticos no tratamento de inúmeras doenças econdições relacionadas ao sistema cardiovascular.

Sabe-se que o sedentarismo é fator de alto impacto no descontrole da composição corporal, sendo diretamente proporcional a diversas disfunções metabólicas como dislipidemias, hipertensão, diabetes, síndrome metabólica, problemas no aparelho locomotor e problemas que afetam a saúde mental; podendo ter associação com maiores prejuízos na saúde e qualidade de vida do paciente com distrofia muscular. O objetivo do projeto é elucidar os benefícios e possíveis mecanismos protetores do treinamento físico no coração de pessoas com DMD frente aos poucos estudos desenvolvidos nesta área. Além disso, é razoável supor que o conhecimento advindo pelo treinamento físico nas distrofinopatias, os quais podem oferecer benefícios paraos sintomas e malefícios acarretados pela doença, poderão servir de base para o desenvolvimento de futuras estratégias terapêuticas no coração, aumentando assim a sobrevida e a melhora da qualidade de vida dos pacientes DMD.

A insuficiência cardíaca (IC) é a via final comum da maioria das doenças que acometem o coração. Entre os fatores de risco conhecidos, a hipertensão arterial (HA) é a doença mais frequentemente associada à IC. Caracterizada pela intolerância ao exercício, a IC provoca disfunção cardíaca e alterações intrínsecas musculares envolvidas na redução da capacidade física. Várias anormalidades do músculo esquelético têm sido descritas em pacientes e animais com IC, incluindo atrofia, fibrose, mudança na composição dos tipos de fibras, rarefação microvascular e reduzida capacidade de oxidação. Por outro lado, o treinamento físico aeróbio (TFA) vem sendo utilizado como uma importante terapia não farmacológica para a prevenção e o tratamento da IC, em partes, por induzir o remodelamento das células musculares cardíacas e esqueléticas, levando ao aumento da captação de oxigênio e resistência à fadiga. Os mecanismos e as vias de sinalização intracelular envolvidas nas anormalidades musculares induzidas pela IC não são completamente compreendidos. Os microRNAs tem ganhado papel de destaque por regularem pós-transcricionalmente a expressão de seus genes alvo e por participarem do desenvolvimento de diversos processos fisiopatológicos, contribuindo para a repressão/ativação de genes biologicamente importantes. Estudos avaliando o papel dos microRNAs na miopatia muscular esquelética, tanto na IC de etiologia hipertensiva, quanto na indução pelo TFA são desconhecidos. Objetivos: Portanto, o nosso objetivo é investigar as anormalidades musculares induzida pela IC de etiologia hipertensiva e o papel potencial dos microRNAs nessas alterações periféricas. Ainda, verificar o papel terapêutico do TFA na correção desses parâmetros.

Non-coding RNAs (ncRNAs) have been recognized as a major regulatory network governing gene expression in several physiological processes. Recent studies indicate important roles for long noncoding RNAs (lncRNAs) as essential regulators of myogenesis and adult skeletal muscle regeneration. However, the specific roles of lncRNAs in skeletal muscle are still largely unknown. We identify a lncRNA Linc-p21 that is specifically enriched in skeletal muscle. The Linc-p21 locus plays an important role in p53 signaling and cell-cycle regulation. In mice, knockout of Linc-p21 results in muscle atrophy and delayed of cardiotoxin-induced muscle regeneration. In vitro analysis of primary skeletal muscle cells shows that knockout of Linc-p21 increases myoblast proliferation and impairs differentiation. These findings identify Linc-p21 as a novel noncoding regulator for muscle cell differentiation and skeletal muscle development, indicating that Linc-p21 could serve as a potential target to treat patients with muscle injury or myopathies.

A cardiomiopatia é um transtorno humano comum que se caracteriza por disfunção contrátil e remodelamento cardíaco, geralmente acompanhada de intolerância ao exercício e anormalidades do músculo esquelético. Mutações genéticas e expressão alterada de genes que codificam muitas moléculas sinalizadoras e proteínas contráteis estão associadas com cardiomiopatia; Contudo, a forma como os cardiomiócitos sentem stress fisiopatológicos para então modular o remodelamento cardíaco e a função permanece mal compreendida. As proteínas ligantes de RNA poli (C) (PCBPs) são conhecidas como proteínas de ligação a RNA que desempenham papéis importantes na expressão de genes através da sua capacidade para ligar em regiões poli (C). Elas estão envolvidos principalmente em várias regulações pós-transcricionais (por exemplo, estabilização de mRNA ou ativação / silenciamento de tradução). A PCBP1, em particular, atua em múltiplos níveis no processo de expressão: como um repressor de tradução, um coativador de transcrição e como um regulador de processamento de RNA. No entanto, o papel da PCBP1 é desconhecido no coração. Aqui, pretendemos investigar o mecanismo funcional e molecular da proteína de ligação ao RNA PCBP1 no coração. Para uma melhor caracterização da PCBP1, realizaremos a análise in silico avaliando o locus do PCBP1 e examinaremos a expressão do long noncoding RNA nesta região, mapearemos os domínios de interação e potenciais RNAs de ligação a PCBP1. Avaliaremos a expressão do gene PCBP1 humano em amostras de pacientes com cardiomiopatia e a expressão de PCBP1 (mRNAs e proteínas) em ratos MDX (coração e músculo esquelético). Geraremos os camundongos PCBP1-KO específicos no coração para avaliar o envolvimento da PCBP1 na função e remodelamento cardíaco. Depois disso, estudaremos os mecanismos moleculares por genes/vias de sinalização nestes animais. Claramente a identificação de novos algos ligantes e a delineação dos mecanismos de controle e vias efetoras correspondentes estabelecerão modelos altamente informativos para uma exploração mais aprofundada.

A hipertensão arterial (HA) é uma síndrome multifatorial caracterizada por níveis elevados e sustentados de pressão arterial (PA). O treinamento físico (TF) aeróbio tem sido utilizado como um importante tratamento não farmacológico da HA, uma vez que ele corrige a rarefação microvascular e o perfil de fibras muscular e reduz a PA; entretanto, os mecanismos envolvidos são pouco conhecidos. Uma nova classe de pequenos RNAs, denominados de microRNAs (miRNAs), vem sendo muito estudados por regularem pós-transcricionalmente a expressão de seus genes alvo. Estudos avaliando o papel dos miRNAs na regulação do processo angiogênico e trofismo muscular tanto na HA quanto induzidos pelo TF são desconhecidos. Portanto, nosso objetivo é caracterizar o perfil de miRNAs e genes alvo do músculo esquelético envolvidos nos processos de rarefação microvascular e dano muscular na HA e verificar o papel terapêutico do TF de natação na correção desses parâmetros.

A hipertrofia cardíaca constitui-se num dos principais mecanismos de adaptação do coração em face de uma sobrecarga de trabalho. Situações patológicas e fisiológicas levam a adaptações hipertróficas do miocárdio com características fenotípicas e funcionais diferentes entre si, podendo ser classificadas, de modo geral, como hipertrofia concêntrica e excêntrica. Diferenças no tipo de hipertrofia cardíaca é observado quando o coração é submetido a uma sobrecarga fisiológica ou patológica. Esse fato é explicado pela diferença na intensidade e no tipo de sobrecarga que é imposta ao músculo cardíaco. Questões importantes a respeito dos mecanismos envolvidos nesse processo tem sido feitas. Dentro dessa linha, alguns estudos têm observado a expressão gênica de diferentes genes envolvidas no processo de hipertrofia cardíaca como: receptores de membrana, proteínas de sinalização e fatores de transcrição. A re-expressão de genes fetal como a miosina de cadeia pesada do tipo beta (-MHC) e o fator natriurético atrial (ANF), ausentes na hipertrofia fisiológica, possibilitou utilização destas moléculas como marcador de hipertrofia patológica. Esses genes apresentam expressão aumentada no coração de animais SHR e são modulados pelo treinamento físico. Os microRNAS (miRNAs) foram descobertos como uma classe de RNA não codificante e vem sendo estudados como reguladores da expressão gênica em diferentes tipos celulares, inclusive os cardiomiócito. Embora, muitos miRNAs sejam altamente expressos no coração, o seu papel nos processos fisio-patológicos ainda não estão muito claros. Assim, a identificação do perfil de miRNAs expressos no coração de animais SHR em comparação com o treinamento físico pode levar a identificação de genes que são modulados pelo treinamento físico e estão envolvidos na reversão da hipertrofia patológica. Esse conhecimento abre a perspectiva de futuramente utilizarmos os resultados obtidos nesse estudo como terapia gênica para inibição ou ativação de de genes envolvidos no dano cardiovascular.

A hipertensão arterial é uma síndrome multifatorial caracterizada por níveis elevados e sustentados de pressão arterial, que afeta aproximadamente um bilhão de indivíduos em todo mundo, sendo considerada, portanto, um importante problema de saúde pública, representando um dos fatores de risco mais relevantes na etiologia das doenças cardiovasculares, tais como, doença cerebrovascular, doença arterial coronariana, insuficiência renal e cardíaca. A hipertensão arterial representa um fator de risco independente e contínuo para doenças cardiovasculares, afetando em média 32,5% da população brasileira adulta (VI DIRETRIZES BRASILEIRAS DE HIPERTENSÃO ARTERIAL, 2010). Considerando estes fatos e os efeitos benéficos produzidos pelo treinamento físico aeróbio sobre o sistema cardiovascular, a investigação com uso do TF passa a ser não somente fundamental na prevenção primária da HA e redução dos gastos públicos, mas, como uma intervenção não farmacológica, diminuindo a incidência de diagnósticos relacionados à patologia e melhorando o prognóstico para os próximos eventos cardiovasculares. Os efeitos do treinamento físico, como tratamento não farmacológico, para pacientes hipertensos, mostra que na maioria dos pacientes leva à diminuição e, em alguns casos, até a suspensão de medicamentos, reduzindo, portanto, o ônus para os órgãos de saúde pública, assim como os efeitos colaterais decorrentes do tratamento medicamentoso (FAGARD, 2005). Apesar de estudos clínicos demonstrarem efeitos positivos do treinamento físico nas doenças cardiovasculares e questões importantes a respeito dos mecanismos envolvidos nesse processo terem sido respondidas, novos aspectos têm sido alvos de investigação, como o padrão de expressão gênica envolvida nas adaptações dos vasos e artérias ao exercício e aspectos reguladores subjacentes aos mesmos. Recentemente, as atenções de diversas áreas da comunidade científica, se voltaram para uma nova classe de reguladores de expressão gênica: os microRNAs (miRNAs), que têm se mostrado importantes como fatores na regulação gênica em diferentes processos celulares, como na cardiogênese e em doenças cardiovasculares. Poucos são os estudos relacionando miRNAs com hipertensão arterial, e os efeitos do TF aeróbio como indutor de modificações na expressão de miRNAs arterial ainda não são conhecidos, assim como o perfil de expressão de miRNAs no processo fisiológica e seu potencial como terapia gênica em doenças cardiovasculares, está longe de ser elucidada. Assim, este é um campo de estudo transcriptômico ainda incipiente e altamente promissor como terapia. Neste sentido, a identificação de miRNAS expressos na aorta de animais normais como efeito do treinamento físico pode levar a identificação de miRNAs que possam ser modulados no animal hipertenso como terapia. Entretanto é necessário o entendimento destes efeitos e estudar os mecanismos de ação inicialmente em cultura celular, para posteriormente estes estudos passarem para o animal e para a medicina translacional. Assim, a identificação dos miRNAs expressos nas artérias, induzidos pelo TF, poderá contribuir para elucidar grandes eventos do quadro patológico associados à hipertensão arterial, desta forma contribuindo para o tratamento do dano vascular.

Evidências acumuladas mostram que o exercício físico tem um papel importante nas doenças cardiovasculares. O presente estudo focalizará os efeitos que o treinamento exercício pode ter nos controles mecanorreflexo e metaborreflexo que regulam a atividade nervosa simpática, em pacientes com insuficiência cardíaca. Além disso, nós investigaremos os mecanismos celulares envolvidos nesses controles. Em nível vascular, nós estudaremos os efeitos do treinamento físico na expressão de miRNA envolvidas na angiogênese cardíaca, em ratos espontaneamente hipertensos. Nós investigamos, também, a influência do treinamento físico na pró-inflamação, estresse oxidativo e enzimas anti-oxidantes em células endoteliais da artéria femoral de humanos, e a morfologia e função vascular de animais com insuficiência cardíaca. A seção final será dedicada aos efeitos do treinamento físico no remodelamento cardíaco e miopatia esquelética na insuficiência cardíaca. Para alcançar esta meta, nós estudaremos os efeitos do treinamento físico na via de calcineurina e síntese e degradação de proteínas com duas abordagens diferentes: pacientes com insuficiência cardíaca submetidos à terapia de ressincronização cardíaca e pacientes com insuficiência cardíaca tratados com testosterona. Além disso, nós estudaremos o papel da angiotensina II na melhora da miopatia esquelética provocada pelo treinamento físico. Finalmente, nós fecharemos esta seção investigando se a melhora na miopatia cardíaca e esquelética na insuficiência cardíaca está associada à intensidade do treinamento físico..

A hipertrofia cardíaca (HC) constitui-se num dos principais mecanismos de adaptação do coração em face de uma sobrecarga de trabalho. Entretanto, a HC decorrente do treinamento físico (TF) é fisiológica e difere da HC patológica pela modulação gênica, resultando na expressão ou re-expressão de diferentes genes, gerando por conseqüência diferentes características fenotípicas e funcionais cardíacas. Para estudar a regulação de genes envolvidos na hipertrofia, nós propomos estudar microRNAs (miRNAs), uma vez que eles controlam a regulação pós-transcricional na expressão gênica em diferentes tipos celulares, incluindo os cardiomiócitos. Os miRNAs são uma pequena seqüência de nucleotídeos que consistem em uma classe de RNA não codificante para proteínas. Embora, os miRNAs sejam altamente expressos no coração, o seu papel no processo de hipertrofia fisiológica relacionada ao TF aeróbio não é clara. Uma vez que, o TF aeróbio leva a HC fisiológica e promove adaptações cardíacas benéficas, nós propomos identificar os miRNAs expressos na HC fisiológica. Nós hipotetizamos que, desta forma podemos selecionar miRNAs com potecial terapêutico para reverter a HC patológica. Assim, esse projeto tem como objetivos 1) traçar o perfil de miRNAs expressos na HC fisiológica induzida pelo TF 2) selecionar aqueles que podem ser superexpressos ou inibidos para reverter a hipertrofia patológica do animal espontaneamente hipertenso (SHR=20). Para isso, ratos Wistar normotensos serão divididos em 3 grupos: SC: sedentário controle (n=10), T1: treinado pelo protocolo 1 (n=10), T2: treinado pelo protocolo 2 (n=10). T1: Treinamento 60 min, 1x/dia, 5dias/sem/10 semanas, com 5% de sobrecarga. T2: o mesmo de T1 até a 8ª sem, na 9ª sem 2x/dia e na 10ª sem 3x/dia. O objetivo de aumentar a freqüência de treinamento é para aumentar a magnitude da hipertrofia. No final do protocolo de TF os animais serão sacrificados, o RNA total será extraído e traçado o perfil de miRNAs expressos no coração por miRNA.