Miostatina Se-Jin Lee (1997) Mstn (-/-) 30% mais pesados.

Miostatina

• Se-Jin Lee (1997) Mstn (-/-) 30% mais pesados

Miostatina

• Se-Jin Lee (1997) Mstn (-/-) 30% mais pesados

Miostatina

• Se-Jin Lee (1997) Mstn (-/-) 30% mais pesados

Phenotype of mysotatin null vertebrates.A: upper forelimb muscles of wild-type mouse; B: upper forelimb of mouse that is myostatin null Copyright permissions: copyright 1997National Academy of Sciences

A B

Miostatina

• No mesmo ano, fenótipo “Double-muscle”

Miostatina

• 2004 Primeiro caso em humanos descrito: menino alemão

Miostatina

• Miostatina ou GDF-8 pertence TGF-β• 12kDa na forma ativa• Forma ativa Dímero ligado por duas pontes de sulfeto

Miostatina

• Encontrada no plasma, músculo e tecido adiposo• Efeito parácrino e autócrino. Hormonal?• Regulador negativo do crescimento muscular

Miostatina

Miostatina

Miostatina

Miostatina

Miostatina

Miostatina

Miostatina

Hiperplasia HipertrofiaX

Estágios iniciais modelos nocautes

Miostatina

Hiperplasia HipertrofiaX

Tratamento com anticorpo contra miostatina camundongos de 29 semanas de idade

Miostatina

Hiperplasia desenvolvimento embrionário, determinando o número total de fibrasHipertrofia pós-embrionário e pós-natal, determinando o diâmetro da fibra

Miostatina

Mecanismos de ação propostos:• Controle do ciclo celular:

-> Células satélites: a miostatina inibiria atividade.

-> Diferenciação dos mioblastos: inibição Myo D e miogenina preveniria a saída do ciclo. Perda da capacidade de maturação.

Miostatina

p21p21

Modificado de Alberts et al. 2004

Objetivos

• Condições atróficas (AIDS, atrofia induzida pelo desuso, imobilização, tratamento com glicocorticóides, suspensão das patas posteriores, “space flight”)

Objetivos

• Modelos “in vivo” e “in vitro” de caquexia induzida pela miostatina para identificar mecanismos e vias pelos quais esta proteína atuaria.

Materiais e Métodos

• Atrofia “in vitro” C2C12: 72h no meio de

diferenciação/ 24h no mesmo meio (0 ou 10 µg/ml Mstn). Análise do diâmetro miotubular.

• Atrofia “in vivo” “Athymic nude mice”: Machos 4

semanas; injeções de CHO no quadriceps femoris; utilização depois de 30 dias.

Materiais e Métodos

• Transfecção C2C12 com pax3 e MyoD (luciferase gene reporter)

• Nothern/ RT-PCR• Microarray• Western blot• FoxO1 siRNA e linhagem C2C12 expressando

inibidor de NF-kB (IkBα)

ResultadosRedução do diâmetro - Dose dependente

O que estaria acontecendo no

desenvolvimento dos mioblastos na

presença da miostatina??

Resultados

MyoD : fator de transcrição miogênico, crítico na diferenciação do músculo esquelético e essencial no reparo destas fibras.Pax3: Fator de transcrição relacionado com o desenvolvimento muscular, diferenciação e estabelecimento dos miotubos.

Resultados

In vitro – pax3: ↓52%

In vivo – pax3: ↓30% MyoD:↓84%

Resultados

In vitro – pax3: ↓52%

In vivo – pax3: ↓30% MyoD:↓84%

Resultados

Miostatina atua prevenindo o crescimento muscular pela regulação da expressão de MyoD diretamente ou por meio de pax3 .

Resultados

Como MyoD é alvo de inibição por NF-kB,Será que miostatina sinalizaria por esta via?

Resultados

In vitro – Não ocorreu alteração de NF-kB nuclear

Células IkBα - Atrogin-1:↑110%

Resultados

In vitro – Não ocorreu alteração de NF-kB nuclear

Células IkBα - Atrogin-1:↑110%

Resultados

Portanto, miostatina parece atuar independente de NF-kB

Resultados

Será que a miostatina altera a degradação de proteínas? Qual o mecanismo?

ResultadosIn vitro – E2: ↑90%

Atrogin-1: ↑60% MuRF-1: não houve

diferença!

In vivo – E2: não houve diferença!

Atrogin-1: ↑150%¨ MuRF-1: ↑ 58%

ResultadosIn vitro – E2: ↑90%

Atrogin-1: ↑60% MuRF-1: não houve

diferença!

In vivo – E2: não houve diferença!

Atrogin-1: ↑150%¨ MuRF-1: ↑ 58%

ResultadosIn vitro – ↑60% proteínas ubiquitinadas

Evidência de ativação do sistema proteolítico dependente de Ub-proteassoma

Mas qual seria a via de ativação destes atrogenes?

ResultadosIn vitro – ↑60% proteínas ubiquitinadas

Evidência de ativação do sistema proteolítico dependente de Ub-proteassoma

Mas qual seria a via de ativação destes atrogenes?

ResultadosIn vitro – ↑60% proteínas ubiquitinadas

Evidência de ativação do sistema proteolítico dependente de Ub-proteassoma

Mas qual seria a via de ativação destes atrogenes?

Resultados

In vitro – aumento na expressão de FoxO1 dependente da concentração de miostatina

In vivo – ↑ 650% na expressão de FoxO1

Resultados

In vitro – Reduz a quantidade de p-FoxO1 e p-Akt.

Resultados

Resultados

Resultados

Conclusões

• Miostatina parece induzir a caquexia bloqueando a síntese de proteínas chaves no desenvolvimento e maturação da fibra muscular e, ainda, ativando o sistema proteolítico dependente de Ub-proteassoma.

• Atua de forma independente da sinalização TNF-α e NF-kB. Antagoniza a hipertrofia causada pela via PI3K/Akt/FoxO1.