Caracterização e desenvolvimento de moléculas ligantes de nucleossomo : impacto do colesterol e de peptídeos desenhados in silico sobre a cromatina

Abstract

A cromatina é o principal regulador da expressão gênica e manutenção do genoma. Sua estrutura consiste de unidades repetitivas de nucleossomos, sendo estes formados por octâmeros de histonas (H2A, H2B, H3 e H4) enrolados pelo DNA de 145-147pb. A regulação da estrutura da cromatina é um fenômeno extremamente dinâmico e envolve vários fatores e mecanismos. Além de proteínas ligantes de nucleossomos, que são determinantes para ditar o desfecho da cromatina, é plausível considerar que pequenas moléculas e peptídeos presentes no compartimento nuclear possuam importante ação sobre a estrutura do nucleossomo e, consequentemente, sobre a dinâmica da cromatina. Neste trabalho objetivamos estudar: i) impacto do colesterol sobre a estrutura da cromatina e ii) efeito de peptídeos ligantes de nucleossomo sobre a cromatina in vitro e em células de mamíferos. Na primeira parte desse trabalho, observamos que a ligação do colesterol à cromatina auxilia na formação de mononucleossomos e fibras de 30nm in vitro, assim como induz a compactação de longas fibras de cromatina. Nossa abordagem sugere que um lipídio, como o colesterol, pode ser considerado fisiologicamente uma molécula ligante de nucleossomo com influência na estrutura da cromatina. Na segunda parte, demonstramos que um peptídeo desenhado in silico é capaz de se ligar aos nucleossomos in vitro sem afetar sua estabilidade. Observamos que o peptídeo induz a compactação de fibras longas de cromatina, na presença de magnésio, in vitro. Análises por microscopia confocal à laser revelaram que o peptídeo é capaz de penetrar no núcleo de células Hela em cinco minutos. Ensaios de citotoxicidade revelaram que o peptídeo diminuiu a viabilidade de células tumorais (Hela, Raw 264.7 e C3H10 T1/2), o que não ocorreu com a linhagem de células normais (CCD1059). Além disso, análises da expressão relativa do gene TNFα, demonstraram que o peptídeo causou uma redução de até cinco vezes na expressão desse gene. Dessa forma, acreditamos que a modulação da cromatina por moléculas exógenas ligantes de nucleossomo possa ser um mecanismo valioso do ponto de vista farmacológico, podendo visar a regulação de várias desordens celulares.