In vivo effects of DNA lesions in Nucleotide Excision Repair deficient mice - Kajitani, Gustavo Satoru (2019)
A molécula de DNA, responsável por carregar informações genéticas, está sob constante estresse químico e físico, proveniente de fontes endógenas e exógenas, que pode levar à formação de lesões no DNA. Para lidar com esses danos, células dispõem de mecanismos de reparo, sendo as lesões que distorcem a molécula de DNA reparadas pela via de Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER). Deficiências em genes da via NER podem levar à doenças humanas, como o Xeroderma Pigmentosum (XP) e a Síndrome de Cockayne (CS), caracterizadas principalmente por um grande aumento na incidência de câncer de pele e por neurodegeneração relacionada à um fenótipo de envelhecimento precoce, respectivamente. Para melhor compreendermos dessas doenças, assim como os efeitos sistêmicos das lesões de DNA relacionadas à via NER, são utilizados modelos de camundongos nocaute (KO), assim como fontes exógenas geradoras de danos no DNA, como a radiação ultravioleta (UVR). Neste trabalho, usamos dois modelos deficientes em NER para estudar os efeitos in vivo de lesões relacionadas à via NER, sendo o primeiro um modelo que mimetiza XP e o segundo CS. No primeiro modelo, XPA KO, estudamos o efeito das principais lesões geradas por UVR, os dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs) e os pirimidina (6-4) pirimidona fotoprodutos (6-4PPs) em queratinócitos. Para tanto, utilizamos fotoliases, enzimas capazes de reparar especificamente ou lesões do tipo CPD (CPD-phl) ou 6-4PP (6-4PP-phl). Observamos que em camundongos XPA KO, a remoção de CPDs foi capaz de inibir completamente a proliferação de células epidermais induzidas por UVR, enquanto a remoção de 6-4PPs reduziu, porém não impediu esse efeito. A remoção de lesões do tipo CPD ou 6-4PP foi capaz de diminuir os efeitos de morte celular e extravasamento de leucócitos na pele induzida por UVR em níveis similares, indicando que CPDs têm um maior impacto que 6-4PP sobre o efeito de hiperplasia, enquanto ambos tipos de lesão possuem efeitos similares na indução de apoptose e inflamação por UVR em camundongos XPA KO, tendo os queratinócitos um papel central na regulação desses efeitos. No segundo modelo, estudamos os efeitos de lesões relacionadas ao envelhecimento em camundongos duplo nocaute para os genes CSA/XPA (CX), previamente descrito como tendo morte prematura e neurodegeneração. Apesar de termos encontrado evidências de falhas na barreira hematoencefálica (BBB) nesses animais, não encontramos indícios de disfunção nas células endoteliais. Descobrimos, no entanto, um aumento significativo de marcadores de neuroinflamação, assim como ativação de astrócitos e microglia, os dois principais tipos celulares relacionados à ativação de inflamação no cérebro, indicando que a neuroinflamação pode estar relacionada à neurodegeneração e defeitos da BBB encontrados neste modelo. As descobertas nesses modelos deficientes em NER podem ajudar a elucidar o papel in vivo das lesões de DNA em relação à resposta de morte e proliferação celular, assim como demonstra novos impactos da DDR sobre a indução de inflamação, com esses efeitos tendo implicações na etiologia de XP e CS, assim como fenômenos associados a danos no DNA como câncer e envelhecimento.