A arte no fígado em crescendo ma non troppo

Apresentação em tema: "A arte no fígado em crescendo ma non troppo"— Transcrição da apresentação:

1 A arte no fígado em crescendo ma non troppo
Ano letivo 2012/2013 Biologia do Desenvolvimento A arte no fígado em crescendo ma non troppo Docente: Prof. Doutor Paulo Oliveira Discentes: Daniela Moreira n.º 29535 Rosélia Lima n.º 28845 Licenciatura em Biologia Humana

2 Conceitos a reter da fase anterior
O fígado é o centro de desintoxicação do organismo A regeneração hepática requer a ativação de múltiplas vias Existem vários tipos de células envolvidas no processo Citoquinas/ Fatores de crescimento HGF Hepatócitos É muito importante que a sua atividade e anatomia estejam bem reguladas e a funcionar completamente Células precursoras hematopoiéticas Células precursoras hepáticas Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

3 Regulação do tamanho dos órgãos
Histologia Hepática Funções hepáticas 80% células parenquimais Hepatócitos 20% células não- parenquimais Células de Kupffer, células endoteliais, linfócitos e células estreladas As células Kupffer e as células endoteliais situam-se nos sinusóides; as celulas kupffer produzem citoquinas; as celulas estreladas armazenam vit A e produzem a matriz extracelular, produz tb os factores que levam a fibrose hepatica Fonte: página visitada a Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

4 Como é que os órgãos sabem que tamanho devem atingir?
A determinação final do tamanho de cada órgão é grandemente coordenada por processos complexos que assentam na regulação do número/tamanho das células. Proliferação celular Apoptose Perturbações no controlo destas regulações contribui para muitas doenças, incluindo hipertrofia, doenças degenerativas e cancro. Tumaneng et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

5 Como é que os órgãos sabem que tamanho devem atingir?
Em organismos multicelulares, cada órgão alcança o seu tamanho particular durante a morfogénese, e mantém dinamicamente esse tamanho na vida adulta. T. Tordjmann, 2011 No fígado, ocorre mesmo em casos de hepatectomia parcial ou transplante de uma porção de tecido hepático Há muito tempo que os biólogos se debatem com esta questão. Hepatectomia parcial: Remoção de uma porção de fígado. Realizada principalmente em casos de tumores primários e metástases hepáticas. Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

6 Quem comanda este processo?
Não se conhece com exatidão como é regulada a manutenção do tamanho dos órgãos, mas recentemente surgiram estudos que elucidaram os cientistas a compreender o fenómeno Crescimento celular- produção de organelos e aumento da taxa metabólica Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização Tumaneng et al, 2012

7 Regulação do tamanho dos órgãos
A via Hippo/MST Centro mediador de sinais do desenvolvimento Descoberta inicialmente em Drosophila Melanogaster Interseta diretamente com diversas cascatas de sinalização Centro mediador de sinais do desenvolvimento- Coordena eventos intracelulares de sinalização D-melanogaster- Existe uma grande conservação nos mamíferos; em d.melanogaster, mutações que interviessem na via Hippo criavam hiperplasias dos tecidos Cascatas de crescimento celular (exemplo, TGF- beta) Via Hippo/MST porque o gene Hippo da Drosophila é ortólogo do gene MST em mamíferos Interseção com a via de sinalização Wnt Varelas et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

8 Mecanismo de atuação da via Hippo/MST
Regulação do crescimento por atuação de uma cascata de fosforilação e inativação do YAP Não há transcrição de genes para a proliferação celular Homeostase do crescimento celular Yki (Yorkie)- em drosófila Ainda não se conhecem todos os intervenientes da cascata de fosforilação em mamíferos, mas dos que se conhecem, muitos são homólogos das proteínas em Drosophila. Inativação do YAP- sequestração para o citoplasma e ubiquitinação- degradação Genes da proliferação celular- ciclina E, E2F1, DIAP1 A YAP é fosforilada na serina 168, o que induz a sua translocação para o citoplasma Yes- associated protein Halder et al, 2011 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

9 Regulação do tamanho dos órgãos
Zhao et al, 2011 No fígado… No fígado, a via Hippo é uma das chaves reguladoras do sistema, reprimindo a proliferação dos hepatócitos no estado basal normal, e estimulando-a quando é fisiologicamente necessário. Setas a tracejado- Incerteza/ Desconhece-se o processo Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

10 Não se liga diretamente ao DNA
As propriedades da YAP Não se liga diretamente ao DNA Diferenciação de stem cells durante a formação do osso Associação ao fator de transcrição Runx Inibe a adipogénese Liga-se ao fator de transcrição PPARγ Pluripotência por regulação da sinalização da TGF-β+Smad Como a YAP não se liga diretamente ao DNA, não é propriamente considerada um fator de transcrição, mas sim um co-ativador de transcrição Stem cell embrionárias- associação da via Hippo a outras cascatas de sinalização celular Participa na regulação de stem cells embrionárias Varelas et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

11 As propriedades da YAP Liga-se à família de fatores de transcrição TEAD-TEF Estimulação do desenvolvimento do tubo neural, notocorda e desenvolvimento dos sómitos Indução da transcrição do PAX-3 (formação das cristas neurais) Mediação da proliferação celular Induz a transcrição de genes relacionados com a proliferação celular Induz a transcrição de CTGF (connective tissue growth factor) Induz a transcrição do Myc em tecido hepático Ligação à TEAD-TEF- mecanismo de regulação principal da via Hippo Varelas et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

12 YAP- A proteína bipolar
As propriedades da YAP YAP- A proteína bipolar Protege a p73 de ubiquitinação Associação da YAP a sinais pró-apoptóticos P73- semelhante à p53- induz a apoptose protege de ubiquitinação- protege da degradação Varelas et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

13 Genes supressores de tumores
Genes envolvidos Carcinoma hepatocelular  Ciclina E, Diap1 Cromossoma 6 Lats 1/2 Cromossoma 3 MST 1/2 Cromossoma 14 Salvador Mob Cromossoma 2 Genes supressores de tumores Hippo Mutações no Mob Desativação do Lats 1/2 e do Salvador Perda dos MST 1/2 Hiperplasia massiva Tumaneng et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

14 Como é regulada a Via Hippo?
Halder et al, 2012 Regulação upstream Como é regulada a Via Hippo? Gene Função Fat4 Caderina Transmembranar Dchs1, Dchs2 Fjx1 Kinase Serina/Treonina CD44 Recetor transmembranar CKIδ, CKIε Caseína kinase Lix1, Lix1-L Adaptador (função desconhecida) N/A Miosina não- convencional ZDHHC9, ZDHHC14, ZDHHC18 DHHC palmitoiltransferase Crb1-3 Ex1/FRMD6, Ex2 Adaptador proteico Merlin/Nf2 Kibra Rassf1-6 Adaptador de domínio RA Ajuba, LIMD1, WTIP LgI1, LgI2 Proteína Scaffold Regulação upstream- estimuladora Merlin- Drosophila A via Hippo é também ativada pela proteína Tao1- kinase semelhante à Ste20 e pela α- catenina, que interage com a YAP, regulando a sua localização e atividade Nf2- Neurofibromatosis 2; mutações causam uma doença autossómica dominante- desenvolvimento de tumores benignos; antagónico da YAP no desenvolvimento do fígado Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

15 Como é regulada a Via Hippo?
Regulação downstream Gene Função TEAD1-4 Fator de transcrição Tshz1-3 Meis1-3, Prep1-2 Halder et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

16 Regulação do tamanho dos órgãos
A via TOR Funciona como um eixo central de sinalização, ajustando o output metabólico da célula Mecanismo inicialmente estudado em levaduras Estimula a biogénese dos ribossomas e a translação das proteínas Tumaneng et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR HepSC Conceitos repescados

17 TOR- Kinase atípica formada por dois complexos, e TORC2.
A via TOR TOR- Kinase atípica formada por dois complexos, e TORC2. TORC1 mTOR Biogénese dos ribossomas Ocupa um papel central na regulação do crescimento celular Translação de proteínas Cada um dos complexos é formado por várias subunidades, sendo uma principal e partilhada pelos dois mTOR- permite que o TORC1 se ligue ao seu substrato TORC1 suprime a degradação por autofagia, mantendo assim o tamanho da célula Inibição da autofagia ┴ ATG13 Conceitos repescados Tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

18 Regulação do tamanho dos órgãos
Tumaneng et al, 2012 A via TOR S6K- kinase que marca substratos necessários para o início da tradução Inibição do 4E-BP apenas ocorre quando as condições para o crescimento são favoráveis Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

19 Fatores de crescimento
A via TOR Reguladores upstream Fatores de crescimento Níveis energéticos Nutrientes [Oxigénio] Via PI3K-AKT VPS34 Reguladores afetam TORC1, mas não TORC2 (à exceção dos fatores de crescimento) VPS34- Kinase lipídica Tumaneng et al, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

20 Danos no fígado: As duas linhas da frente
Hepatócitos As principais células a proliferar e regenerar o fígado; Hepatectomia parcial hiperplasia Células precursoras Lesões severas; Os hepatócitos não conseguem proliferar O restante fígado aumenta até que a massa hepática inicial seja restaurada; Aproximadamente uma semana depois da cirurgia; Replicação dos hepatócitos Rebecca Taub, 2004 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

21 Regulação do tamanho dos órgãos
Rebecca Taub, 2004 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

22 Regulação do tamanho dos órgãos
Rebecca Taub, 2004 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

23 Regulação do tamanho dos órgãos
Autonomia e Tempo de Regeneração Varia de acordo com os ritmos circadianos Controlam a proliferação dos Hepatócitos Pronuncia-se nos primeiros 7-10 dias. Completa-se entre os 3 meses e o primeiro ano. O fígado regenera apenas até 80 a 85% do volume inicial. A regeneração do volume hepático não reflecte necessariamente a recuperação funcional do fígado. P. G. Kele et all, 2012 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

24 Regulação do tamanho dos órgãos
Kym N. Lowes et al, 2003 Conceitos Regulação do tamanho dos órgãos Via Hippo Via TOR Regeneração hepática Vias de sinalização

25 “Your theory is crazy, but not crazy enough to be true.”