O Papel do NEAT1 na Saúde do Coração
Explorando o impacto do NEAT1 na hipertrofia cardíaca e insuficiência cardíaca.
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Índice
- Opções de Tratamento Atuais
- RNAs Não Codificantes Longos na Doença Cardíaca
- Regulação do Cálcio e Função Cardíaca
- NEAT1 e Hipertrofia Cardíaca
- Investigando o Mecanismo do NEAT1
- Estudos em Animais sobre NEAT1
- O Papel da Sinalização de Cálcio
- Superexpressão do NEAT1 e seus Efeitos
- Implicações para Tratamentos Futuros
- Conclusão
- Fonte original
A insuficiência cardíaca é uma condição séria em que o coração não consegue bombear sangue de forma eficaz. Um dos principais fatores que levam à insuficiência cardíaca é uma condição chamada Hipertrofia Cardíaca, em que o músculo do coração fica mais espesso. Esse espessamento pode acontecer em resposta ao estresse no coração, como pressão alta ou após um infarto. Pesquisas mostram que prevenir o espessamento excessivo do músculo cardíaco pode ajudar a manter sua função e melhorar os resultados para os pacientes.
Opções de Tratamento Atuais
Atualmente, os principais tratamentos para insuficiência cardíaca incluem medicamentos como beta-bloqueadores, inibidores do receptor de angiotensina-neprilisina (ARNi) e bloqueadores de canais de Cálcio. Esses medicamentos ajudam a gerenciar a função cardíaca e melhoram os sintomas, mas podem não resolver completamente os problemas subjacentes da hipertrofia cardíaca.
RNAs Não Codificantes Longos na Doença Cardíaca
Os RNAs não codificantes longos (lncRNAs) são um tipo de RNA que não codifica proteínas, mas desempenha papéis importantes na regulação da expressão gênica. Alguns lncRNAs estão ligados ao desenvolvimento da hipertrofia cardíaca. Por exemplo, um lncRNA específico conhecido como Mhrt mostrou aumentar a expressão de certos genes relacionados ao coração, enquanto outro lncRNA chamado Chast pode promover a hipertrofia afetando processos celulares como a autofagia.
Pesquisas identificaram vários lncRNAs envolvidos na hipertrofia cardíaca, incluindo NRON, CHRF, Ahit, Chaer, DACH1, Zfas1 e H19. Essas descobertas sugerem que mirar nos lncRNAs pode oferecer novas opções para tratar doenças cardíacas.
Regulação do Cálcio e Função Cardíaca
Manter o equilíbrio certo de cálcio nas células do coração é crucial para sua capacidade de contrair e bombear sangue eficientemente. Vários estudos usaram terapia gênica para entregar uma proteína chamada SERCA2a, que ajuda a regular os níveis de cálcio nas células do coração. Pesquisas mostraram que essa terapia gênica pode reverter mudanças na estrutura do coração e melhorar a função em modelos de insuficiência cardíaca.
Em estudos com animais que sofreram infartos, os pesquisadores descobriram que os níveis de certos lncRNAs mudaram em resposta aos tratamentos, com um lncRNA, o NEAT1, mostrando níveis particularmente altos em corações falhos. Quando os animais receberam terapia gênica SERCA2a, seus níveis de NEAT1 voltaram ao normal. Estudos adicionais mostraram que o NEAT1 desempenha um papel na regulação da hipertrofia e que sua expressão foi influenciada por fatores que afetam os níveis de cálcio e o estresse no coração.
NEAT1 e Hipertrofia Cardíaca
Quando as células do coração estão sob estresse, como quando expostas a certos medicamentos que aumentam os níveis de cálcio, a expressão do NEAT1 sobe. Seus níveis também aumentam nas células do coração submetidas a sobrecarga de pressão, uma condição que leva à hipertrofia. O NEAT1 é notavelmente mais abundante nas células musculares do coração em comparação com outros tipos de células no coração.
Estudos mostraram que aumentar os níveis de NEAT1 nas células do coração pode levar ao crescimento hipertrofia, enquanto reduzir seus níveis pode prevenir esse crescimento. Isso sugere que o NEAT1 contribui para o espessamento do músculo do coração durante condições como insuficiência cardíaca.
Investigando o Mecanismo do NEAT1
Para entender melhor como o NEAT1 influencia a função cardíaca, os pesquisadores analisaram suas interações com outras moléculas na célula. O NEAT1 parece recrutar uma proteína chamada p300, que está envolvida na ativação de genes que ajudam o coração a responder ao estresse. Quando o NEAT1 é reduzido, isso leva à diminuição da expressão de certos genes, incluindo um relacionado à via de sinalização beta-adrenérgica. Essa via é importante para a função do coração e frequentemente está comprometida na insuficiência cardíaca.
Quando os pesquisadores induziram hipertrofia nas células do coração, descobriram que a presença do NEAT1 era essencial para a expressão de genes relacionados. Em células que não tinham NEAT1, esses genes foram regulados para baixo, indicando que o NEAT1 desempenha um papel na promoção da expressão de genes necessários para o crescimento do músculo cardíaco.
Estudos em Animais sobre NEAT1
Em experimentos com animais, os pesquisadores estudaram camundongos que não tinham NEAT1. Quando esses camundongos foram tratados com um medicamento que induz estresse no coração, eles não mostraram o mesmo aumento no tamanho do coração que os camundongos com níveis normais de NEAT1. Mesmo que os corações dos camundongos normais crescessem sob estresse, os tamanhos dos corações dos camundongos deficientes em NEAT1 permaneceram estáveis. Isso sugere que o NEAT1 é necessário para que o coração responda ao estresse aumentando o espessamento.
Os estudos também mostraram que, enquanto os camundongos com NEAT1 normal tinham níveis aumentados de fibrose, um sinal de dano cardíaco, os camundongos deficientes em NEAT1 não apresentaram essa resposta. Isso indica que o NEAT1 contribui para as mudanças na estrutura do coração em resposta ao estresse.
O Papel da Sinalização de Cálcio
A sinalização de cálcio se torna disruptiva em condições como insuficiência cardíaca, levando a várias complicações. Quando os pesquisadores trataram as células do coração com um inibidor específico de manuseio de cálcio, notaram que os níveis de NEAT1 aumentaram, sugerindo que níveis anormais de cálcio podem estimular a expressão do NEAT1. Quando eles quelaram cálcio, ou ligaram íons de cálcio, observaram uma diminuição na expressão do NEAT1, reforçando a conexão entre a sinalização de cálcio e a regulação do NEAT1.
Testes adicionais mostraram que a promoção da hipertrofia pelo NEAT1 estava ligada à ativação de uma via de sinalização através de uma proteína chamada NFAT, que é conhecida por estar envolvida nas respostas do coração ao estresse. Quando as células do coração foram expostas a cálcio elevado, o NFAT foi ativado, levando ao aumento da expressão do NEAT1.
Superexpressão do NEAT1 e seus Efeitos
O aumento da expressão do NEAT1 nas células do coração correlaciona-se com a presença de certos marcadores de estresse e hipertrofia cardíaca. Quando os pesquisadores aumentaram artificialmente os níveis de NEAT1 nas células do coração, observaram mudanças significativas na expressão gênica relacionada à hipertrofia e também um aumento no tamanho das próprias células do coração. Isso sugere que o NEAT1 tem um papel direto na promoção do crescimento do músculo cardíaco.
Implicações para Tratamentos Futuros
As descobertas relacionadas ao NEAT1 destacam seu potencial como alvo para terapias voltadas para condições cardíacas. Entendendo os mecanismos pelos quais o NEAT1 atua, pode ser possível desenvolver novas estratégias para gerenciar ou potencialmente reverter a hipertrofia cardíaca e a insuficiência cardíaca.
A investigação contínua sobre lncRNAs como o NEAT1 é crucial para revelar novas vias e fornecer novas possibilidades de tratamento, possivelmente levando a terapias que possam prevenir ou tratar mais eficazmente a insuficiência cardíaca.
Conclusão
Resumindo, o NEAT1 emergiu como um jogador significativo no contexto da hipertrofia cardíaca e da insuficiência cardíaca. Sua regulação pela sinalização de cálcio e sua interação com várias proteínas e genes demonstram seu papel vital em como as células do coração respondem ao estresse. Estudos futuros serão essenciais para explorar mais o NEAT1 e seu potencial como alvo terapêutico em doenças cardíacas.
À medida que a pesquisa avança, a compreensão dos lncRNAs e suas funcionalidades na saúde do coração tende a se expandir, possivelmente levando a avanços notáveis em estratégias de tratamento para pacientes que sofrem de insuficiência cardíaca e condições relacionadas.
Título: The long non-coding RNA NEAT1 regulates the transcriptional landscape of cardiomyocytes
Resumo: Long non-coding RNAs (lncRNAs) play a crucial role in fine-tuning the gene expression. In the present study, we identified that the lncRNA NEAT1 is upregulated in failing murine hearts and in human hypertrophic cardiomyopathies. Further investigations demonstrated that NEAT1 expression is regulated by calcium dependent NFAT (nuclear factor of activated T cells). Overexpression of NEAT1 led to increased cardiomyocyte size and elevated expression of cardiac stress markers while its depletion had the opposite effect. Through transcriptomic analysis in NEAT1-KO cells, we demonstrated the cis-regulatory role of NEAT1, wherein it maintains the transcription of neighboring genes by interacting with the coactivator p300. Additionally, NEAT1 depletion resulted in decreased expression of GRK2 (G protein-coupled receptor kinase 2), a key player in the development of cardiac hypertrophy, suggesting that NEAT1 contributes to the development of cardiac hypertrophy by regulating GRK2 expression. Consistent with this, Neat1-/- mice are resistant to {beta}-adrenergic stimulation. Overall, our study provides enough evidence that NEAT1 is a calcium-regulated, pro-hypertrophic lncRNA that exerts significant control over the transcriptional landscape of cardiomyocytes during heart failure.
Autores: Kumarswamy Regalla, P. Pant, P. Sivakumar, D. Nanda, S. Ram, P. S. Dhandapany, T. Thum
Última atualização: 2024-06-27 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.27.600932
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.27.600932.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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