Descobertos na década de 50, os fatores neurotróficos são importantes reguladores da sobrevivência, desenvolvimento, função e plasticidade neuronal (revisto por Huang and Reichardt, 2001). Os fatores neurotróficos incluem proteínas de várias famílias como fator β de crescimento transformante (TGF-β), fator de crescimento do tipo insulina (IGF), fator de crescimento epidermal (EGF), fator de crescimento de fibroblasto (FGF), interleucina-6, fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF), proteína morfogenética óssea (BMP), fatores neurotróficos derivados da glia, neurotrofinas e outros (Lessmann et al, 2003). Entre estes fatores, a família das neurotrifinas tem considerável importância devido a sua ampla expressão no sistema nervoso central (SNC) e periférico (SNP), e devido à sua atuação na sobrevivência neuronal, no processo de crescimento e na regulação da plasticidade sináptica (revisto por Huang and Reichardt, 2001).
O fator de crescimento nervoso (NGF) foi a primeira neurotrofina descoberta (Cohen and Levi-Montalcini, 1956). Duas décadas após a sua indentificação, Barde e colaboradores (1982) isolaram um outro fator de sobrevivência neuronal em cérebro de porcos, que foi denominado fator neurotrófico derivado de cérebro (BDF). Desde então, quatro novas neurotrofinas já foram identificadas: neurotrofina 3 (NT-3), neurotrofina 4/5 (NT-4/5), neurorofina seis (NT-6) e sete (NT-7) (revisto por Lessmann et al., 2003).
Cada uma destas neurotrofinas possui funções distintas e são essenciais para o desenvolvimento neuronal. O NGF, por exemplo, promove a diferenciação in vitro e in vivo de precursores simpatoadrenais em neurônios simpáticos (Anderson, 1993). Além disso, o NGF também atua na manutenção da viabilidade e diferenciação de neurônios sensoriais (Levi-Montalcini, 1987). O BDNF, a NT-3 e NT-4 atuam na diferenciação de precursores de neurônios hipocampais (Vicario-Abejón, et al., 1995). Também foi demonstrado que as duas primeiras neurotrofinas atuam na regulação do desenvolvimento de sinapses formadas entre fibras aferentes e neurônios motores em roedores (Seebach et al., 1999).
As funções citadas acima, assim como as atuações de outros fatores neurotróficos são mediadas pela interação com receptores específicos. No caso das neurotrofinas, seus efeitos são mediados pela interação com dois diferentes grupos
de receptores: receptores de cinases relacionados à tropomiosina (Trk) e receptores de neurotrofina (p75NTR ; Arévalo and Wu, 2006).
As vias de sinalização ativadas pelas neurotrofinas através dos receptores Trk induzem diferentes respostas, tais como sobrevivência celular, diferenciação, formação de sinapse, plasticidade e crescimento axonal (Arévalo and Wu, 2006). Entre as vias de sinalização mediadas por estes receptores estão as vias Shc-Ras- MAPK e Rap-MAPK, implicadas na sobrevivência e diferenciação neuronal (Barnabé-Heider and Miller, 2003), PI3K-Akt, envolvida na sobrevivência neuronal (Atwal et al., 2000; Barnabé-Heider and Miller, 2003) e PLCγ-proteína cinase C (PKC), implicada na potencialização da sensibilidade termal em neurônios sensoriais (Chuang et al, 2001).
Em relação aos receptores p75NTR , a ativação dos mesmos por neurotrofinas induz sobrevivência, aumento do crescimento de neuritos e da proliferação celular, diferenciação neuronal e mielinização (Du et al., 2005).
Todas estas atividades são dependentes do nível de expressão das neurotrofinas bem como de seus receptores. De modo geral, essa expressão é regulada ao longo do desenvolvimento, ocorrendo em regiões distintas (Lessmann et al., 2003). Várias neurotrofinas são expressas no neocórtex e hipocampo durante o desenvolvimento, e sua expressão continua em animais adultos, sugerindo importantes funções destas proteínas além do período inicial de desenvolvimento (revisto por Huang and Reichardt, 2001).
Os fatores neurotróficos são então produzidos por células específicas em regiões distintas do SNC e em períodos determinados do desenvolvimento, podendo ou não continuar a serem produzidos ao longo da vida adulta (revisto por Lessmann et al., 2003). Entre as conhecidas fontes de secreção destes fatores estão os órgãos simpáticos e sensoriais no SNP, que secreteam NGF, (revisto por Korsching, 1993), macrófagos, que liberam citocinas induzindo a produção de NGF por células de Schwann, neurônios e células gliais (revisto por Huang and Reichardt, 2001).
Tradicionalmente considerados como células suporte, os astrócitos são abundantes no SNC de adultos, atuando também como sensores e reguladores do microambiente local (Nedergaard et al., 2003). Já foi demonstrado que astrócitos derivados de cérebro de camundongos neonatos induzem o aumento da neurogênese em precursores neuronais em cultura (Lim and Alvarez-Buylla, 1999), sugerindo um importante papel destas células no desenvolvimento neuronal. Outros
trabalhos mostraram que os astrócitos secretam moléculas associadas à membrana, incluindo citocinas, fatores de crescimento e neurotransmissores, em resposta a estímulos fisiológicos e patológicos (Ridet et al., 1997; Lafon-Cazal, et al., 2003).
Dentre os fatores neurotróficos, os astrócitos são conhecidos por secretar NGF (Holgatte et al., 1989), as interleucinas IL-1β e IL-6, proteína 6 de ligação ao fator de crescimento do tipo insulina (IGFBP6) e decorina (Barkho et al., 2006), entre outros. Lima e colaboradores (dados não publicados) mostraram que a STI-1 é secretada por cultura de astrócitos atravé de duas vias sendo uma utilizando exosomos (Arantes et al., dados não publicados), sugerindo que esta proteína atue como um fator neurotrófico. Apesar desta proteína ser uma co-chaperona, cujas funções são exercidas intracelularmente, vários trabalhos recentes mostram que as chaperonas podem ser secretadas (Guzhova et al., 2001) e que algumas delas atuam como fatores neurotróficos (Robinson et al., 2005). Um interessante trabalho mostrou que a Hop (proteína humana homóloga a STI-1) é secretada por células de fibrosarcoma HT-1080, juntamente com a chaperona Hsp90α (Eustace e Jay, 2004).
A atuação de chaperonas como fatores neurotróficos é uma importante descoberta, tendo em vista que a expressão de algumas destas proteínas é aumentada em condições de injúria, como o “stress” metabólico (Kiang and Tsokos, 1998). Guzhova e colaboradores (2001) mostraram que a Hsp70 é liberada por modelo de células gliais, sendo essa liberação aumentada após o choque térmico. Este trabalho também mostrou que o modelo neuronal alvo (células de neuroblastoma) foram mais resistentes à apoptose induzida por choque térmico e estaurosporina, na presença da Hsp70 secretada, sugerindo assim uma função neuroprotetora para esta chaperona. Recentemente, Robinson e colaboradores (2005) mostraram que a Hsp70 exógena ou superexpressa pela medula espinhal promove a sobrevivência de motoneurônios in vivo durante o período natural de morte celular programada em embriões de galinha, novamente apontando uma chaperona como fator neurotrófico.
Se a STI-1 realmente atua como um fator neurotrófico in vivo, e quais os mecanismos envolvidos neste processo são questões que deverão ser esclarecidas.
Um interessante trabalho mostrou que os níveis de expressão de PrPc se correlacionam com a diferenciação neuronal de precursores neurais multipotentes in vitro . E também que PrPc aumenta significativamente a proliferação celular in vivo nas regiões do giro dentado e da zona subventricular (Steele, et al., 2006). O padrão
de expressão neuronal de PrPc durante o desenvolvimento fortemente sugere que esta proteína tem um papel contínuo e ativo na neurogênese ao longo da vida. Estes resultados somados àqueles que mostram que a STI-1 é secretada por astrócitos (Lima et al., dados não publicados) e que a interação desta proteína com PrPc induz neuritogênese em cultura de hipocampo, reforçam a hipótese de que estas duas proteínas atuem na regulação do desenvolvimento neuronal.
Estudos sobre a secreção de STI-1, sua interação e tráfego em células alvo bem como as vias de sinalização e ligantes ativados são de fundamental impotância para o esclarecimento desta hipótese.
2 OBJETIVOS
Avaliar a interação, a endocitose e o tráfego intracelular de STI-1 em células SN56.