DISCUSSÃO

Apesar dos avanços no entendimento dos mecanismos fisiopatológicos que causam a perda da massa muscular, ainda não são claras as estruturas biológicas e moleculares que regulam a atrofia muscular em condições de sepse, tumor e Diabetes tipo 1 (1-3).

Emergentes evidências sugerem que citoquinas inflamatórias tem um papel importante na fisiopatologia do tecido muscular (1, 44). Neste sentido, o óxido nítrico sintase induzível (iNOS) vem ganhando destaque como importante mediador na regulação da massa muscular e S-nitrosação de proteínas. Paralelamente, Hall e colaboradores avaliaram a fibra muscular de roedores jovens e idosos. De forma interessante, constataram que a proteína iNOS foi regulada positivamente no músculo de idosos, sugerindo a iNOS como fator chave na redução do tecido músculo esquelético (12). No entanto, apesar dos avanços no entendimento dos mecanismos fisiopatológicos que causam a perda da massa muscular, permanece desconhecido sinalizações moleculares que conectam a S-nitrosação à atrofia muscular em condições de sepse, tumor e DM1.

Neste sentido, observamos que a S-nitrosação induzida pela iNOS é um processo onipresente regulado pelo ambiente crônico-inflamatório. Assim, estendemos esses achados demonstrando que a S-nitrosação orquestra a ativação de fatores transcricionais e sustenta mecanismos biológicos da atrofia muscular em modelos experimentais de sepse, tumor e DM1. De fato, esse mecanismo fornece explicação de como a iNOS pode estar envolvida na atrofia muscular através da S-nitrosação de proteínas induzida pelo NO. A S-nitrosação é uma modificação pós-translacional dinâmica e reversível de proteínas que controla importantes funções intracelulares através da alteração de resíduos tióis de cisteínas pelo óxido nítrico (NO) (10, 53, 57).

Coletivamente, substanciais evidências sugerem que a S-nitrosação induzida por óxido nítrico sintase induzível (iNOS) emergiu como uma modificação pós-translacional chave para resistência à insulina (8, 9, 50, 52, 65, 66). Diante deste cenário, nos últimos

anos nosso grupo vem se dedicando a investigar os efeitos deletérios da S-nitrosação de proteínas que conectam a cascata de sinalização da insulina em modelos de obesidade e envelhecimento (8, 9).

Paralelamente, emergentes achados tenham elucidado que a acetilação, a fosforilação e a poliubiquitinação governam mecanismos pós-traducionais envolvidos na inibição da atividade desses fatores de transcrição, ainda não são claras como essas moléculas são ativadas. A caracterização da S-nitrosação em modelos experimentais de atrofia muscular induzida por sepse, tumor e DM1, deflagram fatores transcricionais de depleção muscular em condições de inflamação crônico-sistêmica como demonstrado em nosso estudo. Em conjunto, estes resultados sugerem que a variedade de condições fisiopatológicas que induzem a atrofia implica no envolvimento modificações pós-translacionais de proteínas ou pelo menos em parte, induzindo a S- nitrosação da FoxO1 e FoxO3A como fator transcricional de moléculas proteolíticas.

Fatores de transcrição FoxO são promissores elos moleculares em condições de catabolismo muscular. Relatamos que essas moléculas são translocadas para o núcleo celular e superregulam a expressão gênica de uma série de genes-alvo promovendo a transcrição de proteínas como muscle-specific RING finger protein 1 (MuRF-1) e atrogin-1/muscle atrophy Fbox protein (Atrogin-1/MAFbx). Interessantemente, a ativação da FoxO e seus efeitos deletérios na musculatura esquelética parece ser acompanhada pela ativação da via de sinalização ubiquitina-proteossoma responsável pelo aumento da expressão de Atrogina-1 e MuRF-1 (6, 27). Entretanto, a via ubiquitina-proteossoma atua de maneira coordenada no controle da adipogênese, na miogênese, bem como no controle da homeostase de glicose, indicando que esta via poderia ter papéis importante nas modificações teciduais que ocorrem durante o desenvolvimento da atrofia (15, 28, 44). Consistente com esses relatos, uma interessante investigação descreveu que a deleção muscular da FoxO protegeu roedores da atrofia como consequente redução de sua expressão na indução dos sistemas de ubiquitina-proteassoma (44).

Coletivamente, observamos o aumento da expressão nuclear dos fatores FoxO1/3A associado à diminuição da fosforilação dessas enzimas e comprometimento de sua atividade enzimática previamente encontrado em nossos modelos experimentais. A avaliação corporal demonstrou de maneira interessante que animais nocaute para iNOS induzidos atrofia, tiveram certa preservação do peso corporal e da massa magra. Nossos estudos de microscopia confocal revelaram redução do diâmetro de fibra muscular em modelos experimentais de sepse, tumor e DM1. Por outro lado, camundongos nocaute para iNOS tiveram certa preservação contra redução da massa magra em condições de sepse, tumor e DM1. Em consistência, nossos resultados delataram que modelos experimentais de atrofia sofreu modulação positiva de S-

nitrosação de proteínas FoxO1 e 3A no tecido muscular mediado pela proteína iNOS.

De fato, as proteínas Atrogin-1/MAFbx e MuRF1 apresentaram aumento da expressão funcional em camundongos Wild type sepse, tumor e DM1 quando comparado aos respectivos controles. Por outro lado, interessantemente camundongos nocaute para proteína iNOS tiveram redução na expressão de MuRF-1, Atrogin-1, e redução dos efeitos de S-nitrosação FoxO1 e FoxO3A no músculo esquelético em modelos

experimentais de atrofia. Em consistência, o tratamento com L-NIL reduziu fortemente

iNOS e S-nitrosação de proteínas FoxO1/3A mimetizando a perda da massa muscular.

Portanto, a caracterização da S-nitrosação de proteínas pode ser um valioso

aliado na compreensão da atrofia muscular. Além de estar envolvida na fisiopatologia da atrofia, o efeito deletério da S-nitrosação da FoxO1/3A mediado pela iNOS sugere diversos desfechos da atrofia e suas comorbidades. No entanto, caracterizamos os

mecanismos pós-traducionais que contra-regulam proteínas sinalizadoras S-nitrosadas

na sepse, tumor e DM1. Desta maneira, o entendimento de como as vias de sinalização que regulam a massa muscular é fundamental para o desenvolvimento de intervenções terapêuticas com o objetivo de atenuar a perda de massa muscular em condições distintas de atrofia muscular.