Papel da AMPKα1 sobre a osteoclastogênese e reabsorção óssea na osteoporose experimental

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ribeiro, Mariana Soares Pena
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: AMPKα1; Bone resorption; Osteoclastogênese; Osteoclastogenesis; Osteoporose; Osteoporosis; Reabsorção óssea
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17147/tde-05112021-100405/

Os osteoclastos são as únicas células que desempenham a função de reabsorção óssea. Esta função demanda alta carga energética, por isso acredita-se que a proteína AMPK, um sensor energético expresso em osteoclastos, participa da reconfiguração metabólica que ocorre durante os processos de diferenciação e de ativação celular. A ativação de AMPK ocorre quando há um aumento da razão entre AMP/ATP no citoplasma. A AMPK é um complexo proteico heterotrimérico de serina/treonina quinase composta por três subunidades α, β e γ e, de acordo com suas combinações, dão origem a AMPKα1 e AMPKα2, sendo que AMPKα1 tem maior expressão do que AMPKα2 no tecido ósseo. Portanto, o objetivo desse trabalho é avaliar o mecanismo pelo qual a AMPKα1 estimula a osteoclastogênese in vitro e a sua participação na perda óssea in vivo. Para isso, utilizamos animais LysMcre/0AMPKα1f/f, e seus respectivos controles LysMcre/0para avaliar como a AMPKα1 interfere na osteoclastogênese e na atividade de reabsorção óssea in vitro. Foi avaliado ainda o efeito da depleção de AMPKα1 em osteoclastos (Ctskcre/0AMPKα1f/f) em animais saudáveis e em modelo experimental de osteoporose. Nossos dados mostraram que a expressão proteica de AMPKα1 e da sua forma ativa (pAMPKα1) está aumentada no tempo de 24h e que gradativamente é reduzida nos tempos de 48 e 72h após estímulo com RANKL. A depleção de AMPKα1 aumenta a expressão gênica de marcadores de diferenciação e fusão de osteoclastos como Nfatc1, Itgb3 e Dcstamp. Além disso, as células LysMcre/0AMPKα1f/f diferenciaram em células com um maior número e tamanho, assim como levou a maior fusão e multinucleação dos osteoclastos. A ausência de AMPKα1 aumenta ainda a área do anel de actina, o que sugere uma maior adesão à matriz extracelular. Como esperado, AMPKα1 regula negativamente a reabsorção óssea in vitro, pois a expressão de Ctsk e Mmp9, bem como a taxa de reabsorção óssea está aumentada em osteoclastos LysMcre/0AMPKα1f/f. Nossos dados demonstraram ainda, que AMPKα1 regula os marcadores de fusão mitocondrial Mnf1 e Mnf2, além de verificar que as células LysMcre/0AMPKα1f/f apresentaram maior área mitocondrial. Em estudo in vivo, a análise de fêmures dos animais Ctskcre/0AMPKα1f/f apresentaram piores parâmetros ósseos quando comparado com o controle, confirmando uma perda óssea associada com o aumento de células TRAP positivas por histologia. Ainda foi observado que nos animais Ctskcre/0AMPKα1f/f ovariectomizados a perda óssea não foi exacerbada comparados com o grupo controle SHAM. Nossos dados sugerem que a deficiência seletiva de AMPKα1 levou a uma maior formação e atividade dos osteoclastos, bem como uma maior perda óssea in vitro e in vivo. Portanto, nossos dados evidenciam que a AMPKα1 seja um regulador negativo da osteoclastogênese, da fusão celular e da atividade dos osteoclastos. Além disso, a deleção de AMPKα1 aumeta a perda óssea e o desenvolvimento da osteoporose espontânea.