Phosphate uptake and phosphate transporter expression during immune cell proliferation in in vitro and ex vivo leukemic murine models

Afonso, Andreia Catarina Pereira

http://hdl.handle.net/10400.1/8396

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Tese de Mestrado em CBM_Andreia Catarina P. Afonso.pdf		1.65 MB	Adobe PDF	Download

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Authors

Afonso, Andreia Catarina Pereira

Advisor(s)

Guerreiro, Pedro

Santos, Nuno

Abstract(s)

O fósforo inorgânico é um mineral essencial encontrado em todos os tecidos e que está normalmente associado com oxigénio sob a forma de anião de fosfato (PO43-). O fosfato desempenha diversas funções a nível estrutural, estando incorporado por exemplo no ADN, fosfolípidos e fosfoproteínas. Também executa funções a nível regulador estando envolvido em diferentes mecanismos celulares, como vias de sinalização e crescimento. A sua distribuição abrange os tecidos conectivos e fluídos extracelulares, mas na sua maioria está localizado nos tecidos ósseos. O fosfato entra no organismo a partir do intestino delgado. Esta absorção é realizada pelo cotransportador NaPi-IIb, e ao mesmo tempo a sua excreção através da urina e a reabsorção é realizada no rim, no túbulo proximal, pelo cotransportador NaPi-IIa. Este simultâneo mecanismo de absorção, excreção e reabsorção mantém o organismo num estado de equilíbrio, com trocas entre o meio intracelular e o fosfato armazenado no meio extracelular. Este estado de equilíbrio é também atingido com a ajuda da hormona paratiroide (PTH), do fator de crescimento fibroblástico 23 (FGF23) e da vitamina D, e quando a sua função e/ou produção fica comprometida pode resultar em diversas patologias. Este movimento do fosfato para o interior das células é mediado pelos cotransportadores dependentes de sódio acima mencionados que pertencem à família transportadora de soluto SLC34 e também pela família transportadora de soluto SLC20. Esta família é composta por PiT-1 e PiT-2, dois cotransportadores com um vasto padrão de expressão que lhes confere a função de gestores da homeostasia de fosfato a nível celular, mantendo a entrada e saída de fosfato das células contante e de acordo com a necessidade do organismo. Associada a esta conhecida função de transporte, também existe a hipótese dos transportadores da família SLC20 terem a função de sensores de fosfato tendo em conta as semelhanças com o transportador de fosfato da Escherichia coli e da Saccharomyces cerevisiae. Independentemente da função de transporte, também têm vindo ultimamente a ser estudadas novas funções relacionadas com o metabolismo do osso, com a sua função na paratiroide e por fim a mais importante, com a sua função na proliferação celular e propagação da mitose. Estes últimos estudos foram realizados por Beck e colegas usando a retirada de PiT-1 que mostrou a repressão da proliferação celular em células HeLa. Este trabalho tinha como objetivo avaliar os níveis de expressão e consequente localização a nível tecidual, dos genes PiT-1 e PiT-2, da família transportadora de soluto SLC20 no modelo de ratinho. Também outros genes relacionados com transporte de fosfato foram investigados. O XPR1 que é associado como possível transportador de fosfato no lado basolateral da célula, e o α-klotho, recentemente associado com a possível função de anti envelhecimento e supressão tumoral. O trabalho tinha também como objetivo estabelecer a função do fosfato e respetivos cotransportadores no desenvolvimento e proliferação de células normais e tumorigênicas, verificando a diferença nestes dois tipos celulares. Para realizar estas metas propostas foi efetuada a quantificação por Real-Time PCR dos genes de interesse a partir do ARN extraído de diferentes tecidos previamente recolhidos, avaliando a sua distribuição. De seguida foram realizados ensaios em células em cultura, usando a linha celular EL-4 derivada de linfoma, onde a disponibilidade de fosfato no meio de cultura variava usando as concentrações 0.32 mM, 3 mM, 6 mM, 9 mM e 18 mM. A partir destes ensaios foram estimados o número de células, o uptake de fosfato e a expressão de genes em cada uma das condições de fosfato previamente referidas. Estes ensaios de variabilidade de fosfato também foram realizados em células wild-type e células leucémicas de timo de ratinho. De uma forma geral, foi confirmada a presença de um maior número de células em timos leucémicos quando comparado com timos wild-type. Ensaios de variabilidade de fosfato sugeriram que a proliferação celular mostra ser reduzida nas condições de fosfato abaixo ou acima do controlo positivo (6mM), apesar dos valores normais no organismo rondarem entre 1.5 e 3 mM. Esta debilitada proliferação também relacionada com o tempo a que as células expostas a estas diferentes concentrações de fosfato, porque quanto mais tempo está na presença das diferentes condições, menor é a proliferação celular. Foi também verificado que o estado de homeostasia presente no interior da célula deve-se apenas à quantidade de fosfato presente no meio extracelular, porque quanto maior é essa quantidade presente no meio, maior é o seu uptake. Por fim, a expressão de PiT-1 e PiT-2 não mostraram variações significativas com as diferentes condições de fosfato, não indicando o seu envolvimento na proliferação celular. Curiosamente, XPR1 mostrou a possibilidade de estar envolvido no exporte de fosfato, tendo os seus valores de expressão igualado os dos transportadores PiT-1 e PiT-2. α-klotho exibiu uma possível função como agente anti envelhecimento pois apresentou uma expressão mais elevada em células em estado quiescente do que em células em estado proliferativo. As diferenças de expressão destes mesmos genes não mostrou variação em tecidos wild-type e leucémicos.