VALLIM Lab
Histologia do fígado corada com hematoxilina e eosina (H&E) de um camundongo com esteatose hepática.
Durante um dia normal, nosso corpo passa por muitas mudanças no metabolismo, o que exige adaptação rápida a diferentes condições. Por exemplo, após uma refeição, nossas células passam de um estado com níveis mínimos de nutrientes como glicose ou lipídios para, de repente, receberem um grande influxo desses metabólitos.
Essas células precisam se adaptar rapidamente a essas mudanças ambientais significativas para otimizar sua capacidade de absorver, utilizar ou armazenar esses metabólitos para garantir a sobrevivência. A falha em se adaptar a essas mudanças está associada à disfunção metabólica, que pode se manifestar como obesidade, aterosclerose e doenças hepáticas.
Estamos interessados em descobrir novos mecanismos moleculares que regulam processos metabólicos adaptativos, utilizando uma combinação de fisiologia, genética e bioquímica.
Papel dos Fatores de Transcrição na Regulação do Metabolismo Lipídico
A adaptação rápida exige a ativação de muitos genes, um processo regulado por fatores de transcrição. Nosso laboratório estudou extensivamente um membro da superfamília dos receptores nucleares, chamado Receptor Farnesóide X (FXR). O FXR é um fator de transcrição ativado por ligante, ou seja, regula genes quando um ligante/nutriente — neste caso, um ácido biliar — se liga ao receptor. Os ácidos biliares são lipídios multifuncionais que atuam como moléculas sinalizadoras e como detergentes que facilitam a absorção de lipídios no intestino.
O FXR regula programas gênicos que mantêm a homeostase dos ácidos biliares, mas também controla o metabolismo lipídico, particularmente o metabolismo de triglicerídeos no fígado e intestino, além de regular vias hepatoprotetoras e anti-inflamatórias.
Também estamos investigando novos fatores de transcrição por meio de análises transcriptômicas não direcionadas, em busca de novos mecanismos de controle do metabolismo.
Controle Metabólico por meio da Degradação de mRNA
Assim como a adaptação metabólica exige a ativação de programas gênicos, também existem vias que controlam o desligamento desses genes. Identificamos uma família de proteínas ligadoras de RNA (RBPs), chamada Zfp36 ou Tis11, como reguladoras desses chamados “interruptores de desligamento”. Na presença de um estímulo, essas RBPs são rapidamente ativadas e, por sua vez, direcionam os mRNAs, de forma dependente de sequência, para a degradação.
Identificamos diferentes condições que regulam a expressão dessas RBPs, incluindo o FXR, e atualmente trabalhamos na identificação de vias reguladas no nível da estabilidade do mRNA. Uma via que já identificamos é a síntese de ácidos biliares.
Demonstramos que o FXR induz ZFP36L1, que então sinaliza para degradar a enzima limitante da síntese de ácidos biliares, a CYP7A1. Atualmente, investigamos como os membros da família ZFP36 degradam seus alvos utilizando abordagens bioquímicas, além de estudar quais vias são afetadas através de experimentos fisiológicos em camundongos combinados com análises de big data.
Papel Fisiológico dos Ácidos Biliares na Absorção Intestinal de Lipídios
Nós nos interessamos em entender como os lipídios da dieta entram no organismo por meio da absorção intestinal, além de estudar o metabolismo lipídico sistêmico. Os ácidos biliares são essenciais para a emulsificação dos lipídios alimentares, preparando-os para a absorção no intestino. Como existem vários tipos de ácidos biliares — alguns com funções ainda desconhecidas — buscamos compreender como alterações no conjunto de ácidos biliares afetam a absorção de lipídios da dieta e a fisiologia subsequente.
Utilizamos CRISPR-Cas9 direcionado ao fígado, veiculado por vírus adeno-associado, para modificar genes envolvidos na síntese e no metabolismo dos ácidos biliares, o que nos permite controlar tanto o tamanho quanto a composição do conjunto de ácidos biliares em modelos animais adultos. Nosso laboratório também otimizou métodos para medir a absorção intestinal de lipídios, incluindo cromatografia gasosa com espectrometria de massas e calorimetria por bomba de oxigênio. Combinando essas ferramentas a estudos fisiológicos em camundongos, buscamos compreender como alterações nos níveis e tipos de ácidos biliares afetam o metabolismo e as doenças.