Laboratório de Cardiologia Celular e Molecular

    O Laboratório de Cardiologia Celular e Molecular, anteriormente denominado Laboratório de Membranas Excitáveis, foi criado em 1985. Inicialmente, o Laboratório se dedicou ao estudo de canais iônicos, com especial ênfase nas junções comunicantes, e, ao longo dos anos, expandiu suas áreas de interesse. Atualmente, as linhas de pesquisa desenvolvidas no Laboratório estão focadas em cinco áreas principais:

  1. Doenças auto-imunes que afetam o coração;
  2. Isolamento, cultivo e diferenciação de células-tronco embrionárias, células-tronco pluripotentes induzidas, células-tronco tecido específicas e células-tronco mesenquimais;
  3. Terapias celulares para doenças cardíacas;
  4. Terapias celulares para doenças hepáticas;
  5. MicroRNAs no diagnóstico e terapêutica de doenças cardíacas

            Abaixo, iremos apresentar uma breve descrição dos tópicos que passaram a ser estudados em cada linha de pesquisa.

  1. Doenças auto-imunes que afetam o coração: Nesta linha de pesquisa, os estudos concentram-se na doença de Chagas e na miocardiopatia dilatada. A doença de Chagas é causada pela infecção com um parasita protozoário, o Trypanosoma cruzi, e durante sua fase crônica, pode comprometer o coração. Tem-se demonstrado que anticorpos produzidos durante as fases aguda e crônica da doença são capazes de reconhecer antígenos cardíacos. Entre os anticorpos produzidos na fase crônica, nós e outros pesquisadores demonstramos que aqueles contra os receptores acoplados a proteína G (GCPR) são capazes de ativar funcionalmente estes receptores.No coração, os receptores ß1-adrenérgicos e os muscarínicos (M2) são alvos dos anticorpos presentes nos soros de pacientes chagásicos. Nós demonstramos que anticorpos que reconhecem as proteínas P-ribossomais de T. cruzi, se ligam à segunda alça extracelular dos GCPRs no coração e ativam estes receptores, sugerindo que um mecanismo de mimetismo molecular pode estar envolvido na resposta imune na doença de Chagas. Nós temos estudado a ativação dos receptores pelos anticorpos, registrando distúrbios de condução no eletrocardiograma em corações isolados pela técnica de Langendorf e medindo as correntes de cálcio de tipo L em miócitos isolados do coração de coelhos, pela técnica de “patch-clamp” nas configurações “whole-cell” e “cell-attached” e medimos a ligação dos anticorpos aos GPCRs diretamente pelo deslocamento de ligantes radioativos. Produzimos um camundongo transgênico que expressa as proteínas P-ribossomais de T. cruzi especificamente no coração, sob controle de um promotor indutível por tetraciclina. Neste modelo animal estamos testando o papel das proteínas ribossomais, e de anticorpos direcionados a estas proteínas, na patogênese da doença de Chagas. Além disso, estamos desenvolvendo a metodologia de uso de aptâmeros para inativar os anticorpos circulantes no soro de animais chagásicos e verificar se esta inativação promove uma melhora funcional no sistema cardiovascular dos animais cronicamente infectados. Vale ressaltar a estreita colaboração do nosso laboratório com o Laboratório de Eletrofisiologia Cardíaca Antonio Paes de Carvalho nesta linha.
  1. Isolamento, cultivo e diferenciação de células-tronco embrionárias, células-tronco pluripotentes induzidas, células-tronco tecido específicas e células-tronco mesenquimais: Esta linha de pesquisa visa identificar a célula-tronco ideal para ser utilizada nos transplantes celulares. Nossa hipótese de trabalho é que para uma determinada patologia cardíaca ou hepática será possível encontrar um tipo de célula-tronco que possibilite ampliar as perspectivas terapêuticas do paciente para além do transplante de órgão. Embora a célula-tronco escolhida possa não ter todas as características de uma célula ideal, será possível isolar, cultivar e expandir dentro de uma janela terapêutica adequada ao tratamento de uma determinada doença cardíaca ou hepática um tipo de célula-tronco que possibilite esta alternativa terapêutica aos pacientes. As células-tronco são ferramentas de enorme valor para a pesquisa biomédica e para a medicina regenerativa e, portanto a comparação das vantagens e desvantagens do uso de um ou outro tipo celular em uma determinada doença cardíaca ou hepática é fundamental para a translação dos resultados experimentais à clínica. No campo das células tronco induzidas (iPSC) estamos produzindo iPSC de pacientes com arritmias cardíacas, para depois diferenciá-las in vitro em cardiomiócitos e estudar as propriedades eletrofisiológicas destes cardiomióctios em colaboração com o Laboratório de Eletrofisiologia Cardíaca Antonio Paes de Carvalho. Ainda nesta área estamos investigando mecanismos de diferenciação direta de fibroblastos da pele e cardíacos em cardiomiócitos sem passagem pelo estado pluripotente.
  1. Terapias celulares em doenças cardiovasculares: Este projeto está voltado para o uso de células-tronco embrionárias ou adultas (descritas no item 2), na melhoria da função cardíaca em ratos e camundongos submetidos ao infarto do miocárdio, através de ligadura permanente ou temporária da artéria coronária descente anterior (LAD), e no modelo de doença Chagásica em camundongos e cães. Também neste caso, mantemos estreita colaboração com o laboratório de Eletrofisiologia Cardíaca Antonio Paes de Carvalho. No modelo do infarto, analisamos a função cardíaca dos ratos e camundongos infartados através de eletrocardiograma, ecocardiografia e ergoespirometria. Injetamos, então, as células tronco diretamente no coração do animal, e re-analisamos a função cardíaca duas, quatro, seis e dez semanas após a terapia celular. Os resultados têm demonstrado uma melhora considerável da função cardíaca, com a recuperação da fração de ejeção em todos os animais tratados com o uso de células mesenquimais e mesmo com a fração mononuclear da medula óssea de animais doadores singenêicos. No momento estamos testando células tronco cardíacas e células tronco embrionárias. No modelo de doença de Chagas, analisamos a função cardíaca por meio de eletrocardiografia, ecocardiografia e ressonância magnética e os resultados demonstraram que as células de medula óssea (mononucleares ou mesenquimais) foram capazes de prevenir e também de reverter a dilatação do ventrículo direito. Realizamos também experimentos de bioluminescência que nos permitem avaliar a biodistribuição das células injetadas por via intravenosa. Como no modelo murino parece não ocorrer disfunção ventricular esquerda, estamos desenvolvendo, com o grupo da Universidade Federal de Ouro Preto, um projeto em cães. Neste projeto usaremos células tronco mesenquimais para prevenir ou reverter a disfunção ventricular esquerda. Ainda neste tópico, realizamos a decelularização de corações de camundongos e estamos testando a capacidade de diferentes tipos de células tronco para recelularizar o órgão usando biorreatores.
  1. Terapias Celulares para doenças hepáticas: Neste projeto utilizamos modelos experimentais de lesão hepática em ratos ou camundongos. Esses modelos incluem: (I) injeções de Tetracloreto de Carbono e ingestão de Etanol, (II) Radiação Ionizante e (III) Hepatectomia e são utilizados para estudar o potencial terapêutico do transplante de células-tronco de diferentes origens (descritas no item 2) na recuperação de lesões hepáticas.  Após a indução dos modelos analisamos as lesões e a função hepáticas por meio de análises bioquímicas séricas, ultrassonográficas e histológicas.  Injetamos, então, as células de interesse, e re-analisamos a função hepática. Além disso, estamos desenvolvendo matrizes biológicas, a partir de fígados decelularizados para testar o potencial de recelularização com as células-tronco.
  1. MicroRNAs e Remodelamento Cardíaco: MicroRNAs são pequenos RNAs não codificantes que inibem a tradução de RNAs mensageiros através de um processo conhecido como silenciamento gênico. Essas moléculas são capazes de regular famílias inteiras de RNAs mensageiros pois sua interação ocorre a partir de apenas 7 pares de bases. Assim, o potencial de regulação de um único microRNA é enorme, tornando-os moléculas de alto interesse para o entendimento de processos biológicos e para novas intervenções terapêuticas. Neste projeto, iremos estudar o papel dos microRNAs no remodelamento após o infarto do miocárdio e na progressão para insuficiência cardíaca. Para isso, utilizaremos um modelo animal de infarto do miocárdio em ratos. Amostras de tecido cardíaco obtidas nos diferentes pontos de progressão do infarto para a insuficiência cardíaca serão estudadas por microarranjos de PCR quantitativo para microRNAs. Como resultado final esperamos correlacionar a expressão de microRNAs específicos com a falência do coração, identificando potenciais alvos terapêuticos.

Equipe

Chefe de Laboratório

Regina Coeli  dos Santos Goldenberg

Docentes

Christiane Del Corsso

Adriana Bastos Carvalho 

Antonio Carlos Campos de Carvalho

Pós-doutorando

Cherley Borba Vieira de Andrade

Tais Hanae Kasai Brunswick

Debora Bastos Mello

Vivian Miranda Lago

Doutorandos

Andreza Bastos Martins

Bruna Farjun

Danubia Silva dos Santos

Guilherme Visconde Brasil

Camila Iansen Irion

Fernanda Cristina Paccola de Mesquita

Raiana Andrade Quintanilha Barbosa

Suzana Kelly Abreu

Karina Dutra Asensi

Felipe Gonçalves de Carvalho

Mestrandos

Lanuza Alaby Pinheiro Faccioli

Isalira Peroba Rezende Ramos

Iniciação Científica

Bernardo Jorge da Silva Mendes

Tiago de Souza Vilas-Bôas

Flavia Pinheiro dos Santos

Raphaela Pires Ferreira

Caroline Silva Santos

Phillipe Porto Correa Alcântara

Michele Lopes Araújo

Julia do Carmo Silveira

Lucyana Rocco Massucatto

Elias Ataíde Mendonça

Sandro Torrentes da Cunha

Maria Gabriela de Oliveira Barbeta

Dayana da Silva de Araújo

Klescia de Oiveira Ferreira

Aperfeiçoamento Científico

Fernando H.de Freitas Domingos

Técnicos

Dilza Balteiro Pereira de Campos

Cleusa Schafhauser

Programa: 
Terapia Celular e Bioengenharia