Julio Cesar Batista Ferreira.

O programa SPARK-Brasil (sediado na Universidade de Sao Paulo) faz parte da rede SPARK-Global (https://sparkmed.stanford.edu/about-spark/spark-global/). Sua missão é facilitar a transformação de ideias acadêmicas inovadoras em soluções para a sociedade, com ênfase na área da saude humana. Para isso, estabelecemos uma rede internacional de colaboradores dos setores publico e privado.

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica de mau prognóstico caracterizada por disfunção cardíaca associada à intolerância aos esforços, retenção de fluido e redução da longevidade.
Recentemente, os conhecimentos sobre a fisiopatologia da IC estabeleceram que além dos distúrbios hemodinâmicos e neuro-humorais associados à doença, alterações na dinâmica mitocondrial podem ser prejudiciais ao tecido cardíaco. A dinâmica mitocondrial é caracterizada pelo movimento da organela ao longo da célula, pela regulação de sua estrutura (morfologia e distribuição) e pela sua conectividade. Esse fenômeno é diretamente regulado pelos processos de fusão e fissão mitocondriais. De fato, a mutação de proteínas envolvidas no equilíbrio entre fusão e fissão resulta em fragmentação mitocondrial com significativa perda de sua função em diferentes modelos celulares.
Com o objetivo de melhor compreender os mecanismos celulares envolvidos nos processos de fusão e fissão mitocondriais na IC, propomos nesse projeto uma caracterização do perfil da expressão gênica e protéica da Mfn1, Mfn2 e OPA1 (envolvidas na fusão mitocondrial); e Drp1 e Fis1 (envolvidas na fissão mitocondrial) no coração de ratos com IC de etiologia isquêmica. Subsequentemente, avaliaremos algumas alterações pós-traducionais como a clivagem da OPA1 e a fosforilação da Drp1 nos sítios das serinas 600 e 637, envolvidas na regulação da dinâmica mitocondrial. Considerando que mudanças no balanço fusão/fissão podem levar à disfunção mitocondrial, avaliaremos em colaboração com a Profa. Dra. Alicia Kowaltowski a atividade do complexo III da cadeia transportadora de elétrons e o potencial da membrana interna da mitocôndria no tecido cardíaco. Além disso, analisaremos em nosso laboratório a permeabilidade dos poros mitocondriais e o extravasamento de citocromo c da mitocôndria para o citosol. Por fim, a função cardíaca e o remodelamento ventricular esquerdo serão avaliados nos animais dos grupos sham e IC. Esse estudo

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica de mau prognóstico caracterizada por disfunção cardíaca associada à intolerância aos esforços, retenção de fluído e redução da longevidade. 
Nos últimos anos, os conhecimentos sobre a fisiopatologia da IC estabeleceram que além dos distúrbios hemodinâmicos e neuro-hormonais associados à síndrome, alterações celulares decorrentes da hiperativação de proteínas quinases também são prejudiciais ao tecido cardíaco.
Dentre as serina/treonina quinases associadas às alterações funcionais e estruturais cardíacas decorrentes da progressão da IC, a família das proteínas quinase C (PKC) composta por 12 diferentes isoformas parece exercer ação direta sobre o controle da contratilidade miocárdica e do remodelamento cardíaco. Entretanto, devido à elevada homologia entre as isoenzimas, o papel das diferentes isoformas de PKCs na progressão da IC não está completamente estabelecido e constitui-se em importante tópico de investigação. Atualmente, alguns estudos sugerem que as isoformas PKCI/II estão relacionadas ao processo de hipertrofia cardíaca patológica e prejuízo da função ventricular na cardiomiopatia induzida por sobrecarga pressórica. Já a isoforma PKC está relacionada à hipertrofia cardíaca compensada, observada na fase inicial da cardiomiopatia e parece ser regulada diretamente pela ativação neuro-hormonal. Entretanto, pouco se sabe sobre o perfil molecular de ativação e a localização dos diferentes substratos ativados pelas isoformas PKCI/II e PKC no controle da hipertrofia cardíaca durante a IC.
No presente projeto de pesquisa utilizaremos um modelo de IC induzida por infarto do miocárdio. Considerando-se o fato de que as isoformas PKCII e PKC estão hiperexpressas em diferentes modelos e fases da cardiomiopatia, e possivelmente, exercem efeitos antagônicos sobre o remodelamento cardíaco, trataremos ratos na fase em que a IC está estabelecida com peptídeos ativadores es

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica de mau prognóstico caracterizada por disfunção cardíaca associada à intolerância aos esforços, retenção de fluído e redução da longevidade. Nos últimos anos, os conhecimentos sobre a fisiopatologia da IC estabeleceram que além dos distúrbios hemodinâmicos e neuro-hormonais associados à síndrome, alterações celulares decorrentes da hiperativação de proteínas quinases também são prejudiciais ao tecido cardíaco.
Dentre as serina/treonina quinases associadas às alterações funcionais e estruturais cardíacas observadas na progressão da IC, a família das proteínas quinase C (PKC) composta por 12 diferentes isoformas parece exercer ação direta sobre o controle da contratilidade miocárdica e do remodelamento cardíaco. Entretanto, devido à elevada homologia entre as isoenzimas, o papel das diferentes isoformas de PKCs na progressão da IC não está completamente estabelecido e constitui-se em importante tópico de investigação. Atualmente, alguns estudos sugerem que as isoformas PKCbII estárelacionadas ao processo de hipertrofia cardíaca patológica e prejuízo da função ventricular na cardiomiopatia induzida por sobrecarga pressórica. Entretanto, pouco se sabe sobre o perfil molecular de ativação e a localização dos diferentes substratos ativados pela isoforma PKCbII no controle da hipertrofia cardíaca durante a IC.
Considerando-se o fato de que os níveis e a atividade da isoforma PKCbII estão elevados em humanos portadores de IC e em diferentes modelos experimentais de cardiomiopatia, utilizei no presente projeto de pesquisa um modelo de IC induzida por infarto do miocárdio para entender melhor o papel da isoforma PKCbII na IC. Para isso, tratei ratos na fase em que a IC está estabelecida com peptídeos inibidores específicos da isoforma PKCbII, observando uma melhora da sobrevida, função ventricular esquerda e regressão do remodelamento cardíaco patológico. Além disso realizei um screening celular identificando novos alvos d

Recentemente foi descrito que camundongos com ablação dos receptores a2A e a2C- adrenérgicos (KO) desenvolvem cardiomiopatia induzida por hiperatividade simpática. No presente trabalho caracterizamos o fenótipo desses camundongos aos três e sete meses de idade avaliando a tolerância ao esforço, a função ventricular e a ultraestrutura cardíaca. Além disso, estudamos o efeito da hiperatividade simpática sobre o sistema renina angiotensina (SRA) cardíaco avaliando a expressão de Ang II cardíaca, a atividade da enzima conversora de angiotensina (ECA), a atividade e expressão da renina e a expressão do angiotensinogênio cardíaco. Aos três meses de idade os camundongos KO apresentaram redução de 16% na fração de encurtamento e aumento do diâmetro dos cardiomiócitos em relação ao grupo controle (CO), caracterizando uma cardiomiopatia em estágio inicial. Concomitantemente, os animais KO apresentaram aumento da Ang II, atividade da ECA e expressão do angiotensinogênio cardíacos; e aumento da atividade da renina plasmática. Aos sete meses de idade, os camundongos KO apresentaram intolerância ao esforço, redução de 34% na fração de encurtamento, dilatação do ventrículo esquerdo, retenção hídrica nos pulmões, aumento do diâmetro dos cardiomiócitos e acúmulo de colágeno cardíaco em relação ao grupo CO, caracterizando uma cardiomiopatia grave com sinais clínicos de IC. Nessa fase, os camundongos KO apresentaram aumento da Ang II e expressão do angiotensinogênio cardíacos; e diminuição da expressão e atividade da renina. Dessa forma, os dados evidenciaram a ativação do SRA cardíaco na progressão da cardiomiopatia induzida por hiperatividade simpática.

1. Maximal lactate steady state (MLSS) corresponds to the highest blood lactate concentration (MLSSc) and workload (MLSSw) that can be maintained over time without a continual blood lactate accumulation and it is considered an important marker of endurance exercise capacity. The present study was undertaken for determining the MLSSw and MLSSc in running mice. In addition, we provide an exercise training (ET) protocol for mice based on MLSSw. 
2. MLSS was determined by blood sampling during multiple sessions of constant load exercise varying from 9 to 21 m/min in adult male C57BL/6J mice. The constant load test lasted at least 21 minutes. Blood lactate concentration was analyzed at rest and then at 7 minute increments during exercise. 
3. MLSSw was observed at 150.6 m/min, and corresponded to 602% of maximal speed achieved during the incremental exercise testing. Intra- and interobserver variability of MLSSc showed reproducible findings. ET was performed at MLSSw during 8 weeks for 1h/day and 5 day/week. ET led to resting bradycardia (21%) and increased running performance (28%). Of interest, MLSSw of trained mice was significantly higher than sedentary littermates (190.5 vs. 140.5 m/min, p≤0.05), while MLSSc remained unchanged (3.0 mmol/L). 
4. Altogether we provide a valid and reliable protocol to improve endurance exercise capacity in mice performed at highest workload with predominant aerobic metabolism based on MLSS assessment.