O volume do fluido extracelular é primariamente regulado através da ação de diferentes hormônios que agem sobre os mecanismos tubulares de reabsorção de sódio, sendo o cloreto o principal co-íon envolvido nesses processos. Os canais de cloreto CFTR, ClC2 e ClC5 bem como os canais de sódio da família CNG (CNG-1 e CNG-3), presentes em vários tipos celulares, de origem epitelial ou não, apresentam uma maior expressão nos rins e pulmões. Nos rins, porém, tanto a distribuição como o papel destes canais ao longo do néfron ainda não foi estudado. Ainda que os efeitos da aldosterona, dos hormônios tireóideos e dos hormônios sexuais femininos sobre o transporte de Na+ ao longo do néfron tenham sido objeto de muitos estudos, pouco se sabe das possíveis ações sobre os canais de Cl. Assim sendo, estudamos, em nosso grupo, os efeitos desses hormônios sobre a expressão dos canais CFTR, ClC5 e ClC2, bem como sobre o canal de sódio CNG-3 ao longo do néfron.
Por outro lado, a regulação do pH dos fluidos intra e extracelulares depende diretamente dos mecanismos que controlam o balanço entre a concentração dos íons H+ e bicarbonato (principal tampão do sangue) nesses meios. O balanço corpóreo do pH depende, em grande parte, da excreção de H+ através da urina. Ao longo do néfron, grande parte do H+ secretado por transportadores específicos localizados na membrana luminal (trocador Na+/H+ e ATPase de H+). A secreção luminal de H+ leva à formação do íon HCO3- no interior da célula tubular renal, sendo transportado através da membrana basolateral pelo trocador Cl/ HCO3-. O cloreto acumulado no interior da célula, devido à troca com HCO3-, é transportado para o interstício através de canais presentes na membrana basolateral das células tubulares, devido ao gradiente favorável ao seu transporte. Desta forma, não só os transportadores de H+, mas também o trocador Cl-/ HCO3- e os canais de cloreto são vitais para o mecanismo de acidificação da urina e, portanto, para a eliminação de H+. Assim, estudamos a modulação da expressão gênica do trocador Cl-/ HCO3- e os canais de cloreto (CFTR, ClC-2 e ClC-5) em animais submetidos a distúrbios ácido-básicos.
Pacientes que apresentam mutações no gene que codifica uma das isoformas do trocador Cl-/ HCO3- (gene AE1) manifestam uma doença conhecida como acidose tubular renal do tipo I onde a formação de cálculos renais é um dos sinais. Esses pacientes apresentam uma impropriedade na secreção renal de H+, secundário à disfunção do trocador Cl-/ HCO3-- localizado na membrana basolateral das células tubulares distal. Por outro lado, pacientes que possuem mutações no gene que codifica o canal de cloreto ClC5 (CLCN5) desenvolvem nefrocalcinose, nefocalciúria proteinúria de baixo peso molecular, além de nefrolitíase que caracterizam a doença de Dent ligada ao cromossomo X. Assim, a análise de possíveis mutações no gene AE1 e CLCN5, correlacionadas com nefrolitíase em pacientes provenientes do Ambulatório de Litíase Renal do Hospital Universitário Pedro Ernesto da UERJ é alvo de nosso estudo. Recentemente, iniciamos o estudo da diferença da expressão gênica ao longo do néfron, analisada através da técnica de “microarray”, entre animais “Knockout” para o gene do canal de cloreto ClC-5 e animais normais.
Também faz parte de nossos estudos a localização celular dos transportadores iônicos estudados através da transfecção, em linhagens celulares renais, dos genes em estudo ligados ao gene da proteína GFP (green fluorescence protein). A utilização de microscopia confocal é utilizada na localização dos transportadores nas células.
Nosso laboratório também se preocupa com a interação entre as ciências Básica e a Clínica. Estudos dos efeitos da terapia com células tronco em doenças renais, tais como nefropatia diabética, glomerulonefrites e necrose tubular aguda, estão sendo realizados em nosso grupo na tentativa de desenvolver novas formas de tratamento de doenças renais. Esses estudos envolvem vários laboratórios onde fisiologistas renais e nefrologistas em projeto aprovado pelo CNPq e FAPERJ.
Além do estudo da fisiologia renal, em colaboração com os laboratórios de Fisiologia da Respiração e o Laboratório de Investigação Pulmonar, ambos do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, estudamos a modulação da expressão gênica dos genes do pro-colageno tipos I e II, bem como da elastina em modelos animais com doenças respiratórias tais como a Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo, Asma, Silicose. Nesses animais também esta sendo testada a terapia com células tronco obtidas de medula óssea em modelos animais de silicose pulmonar, Síndrome do desconforto respiratório agudo, lesão pulmonar aguda, asma, entre outras doenças. Esses estudos têm com o objetivo avaliar a possível aplicação dessa nova terapia na prática clínica.
A terapia gênica utilizando vetores não virais (nanopartículas) e virais (adenovírus associado tipo 2 e tipo 5) como meios de transferência de genes para o tecido pulmonar também é realizada em nosso grupo. Nosso objetivo é avaliar a influência desses vetores sobre a função pulmonar para, no futuro iniciarmos a terapia gênica em pacientes com doenças pulmonares, entre elas a Fibrose Cística (doença pediátrica letal com sintomas pulmonares causada por mutação no gene correspondente ao canal de cloreto CFTR), em colaboração com pesquisadores do Hospital Clementino Fraga Filho da UFRJ. Esse projeto faz parte do estudo que agrega todos os pesquisadores na área de terapia gênica no país (Instituto do Milênio em terapia gênica de 2005)
Equipe
Chefe de Laboratório
Marcelo Marcos Morales
Pós-doutorando
Debora dos Santos Ornellas
Sabrina Vargas Martini
Doutorandos
Elga Bernardo Bandira Melo
Carolina M. L. Barbosa
Mestrandos
Helena D´Anunciação de Oliveira
Felipe Mateus Ornellas
Mirima Frankenthal Figueira
Monique Nascimento Júdice
Débora Pires Ferreira
Iniciação Científica
André Luiz Menezes dos Santos
Beatriz Ferreira Pires
Técnicos
Karina Gomes Pereira
PROGRAMA:
Terapia Celular e Bioengenharia
