SUMOilação de proteínas na epilepsia do lobo temporal mesial

Abstract

A SUMOilação é uma modificação pós-traducional (MPT) que, através da ligação covalente de SUMO à proteína alvo, pode alterar as interações moleculares destes substratos proteicos e, consequentemente, modular sua atividade, estabilidade e/ou localização subcelular. Recentemente esta MPT foi identificada como um mecanismo crucial para regulação da permeabilidade dos canais iônicos e, também foi demonstrado que poderia desempenhar papel no início das crises espontâneas e da morte súbita na epilepsia. A epilepsia é uma doença neurológica de alta prevalência, afetando milhões de pessoas em todo o mundo. Esta condição é caracterizada pela desregulação nos mecanismos que controlam a atividade e/ou disparo neuronal. O tipo de epilepsia mais comum em adultos é a epilepsia do lobo temporal (ELT), e entre os pacientes com ELT, há o subtipo mesial relacionado à esclerose do hipocampo (ELTM-EH). Esses pacientes apresentam resistência a drogas, comprometimento psiquiátrico e alterações neuroquímicas. Desta forma, são normalmente encaminhados para cirurgia na qual é realizada a retirada do foco epileptogênico, na tentativa de conter as crises epilépticas. Há pouca informação sobre os mecanismos desta patologia e as intervenções disponíveis atualmente apresentam apenas efeito na contenção das crises epilépticas já estabelecidas, ao invés de prevenir o desenvolvimento da epilepsia. Portanto, é necessário compreender a patogênese da doença e caracterizar processos que possam contribuir para o desenvolvimento e/ou participar desta patologia. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi determinar os perfis de SUMOilação, em um modelo animal de ELTM-EH e em amostras de pacientes com ELTM-EH, além de caracterizar o perfil transcricional de SUMOilação nestas condições. Nossos resultados demonstraram que é necessário utilizar o inibidor da deSUMOilação, NEM para estudar esta MPT. Também foi encontrado que o perfil de SUMOilação não difere entre as estruturas (córtex, amígdala, hipocampo) obtidas da lobectomia temporal anterior-mesial de pacientes com ELTM-EH. Foram caracterizadas as proteínas que são passíveis de serem SUMOiladas no cérebro humano. No modelo in silico, encontramos genes diferencialmente expressos que codificam proteínas que são passíveis de serem SUMOiladas, e que SUMO-1, SUMO2/3 e enzimas que compõe este processo estariam aumentados nesta doença. Portanto, nossos resultados apresentam evidências de que a SUMOilação poderia estar alterada na epilepsia, podendo ser útil para o desenvolvimento de novos fármacos e/ou identificação da doença.

Abstract : SUMOylation is a post-translational modification (PTM) that through the covalent attachment of SUMO to the target protein can alter molecular interactions of substrates and, consequently, modulate their activity, stability and/or subcellular localization. Also, it has recently been identified as a crucial mechanism regulating the permeability of ion channels and to play a role in the onset of spontaneous crises and sudden death in epilepsy. Epilepsy is a common neurological condition that affects millions of people worldwide characterized by a breakdown in the mechanisms that normally constrain neuronal activation and/or firing. The most common type of epilepsy in adults is the temporal lobe epilepsy (TLE) and among TLE patients there is the mesial subtype related to hippocampal sclerosis (MTLE-HS). These patients show drug resistance, psychiatric impairment and neurochemical changes. Thus, they are usually subjected to surgery in order to remove the epileptogenic focus in an attempt to contain epileptic seizures. There is little information about the mechanisms underlying this pathology and the currently available interventions act to restrain epileptic seizures in an already established fashion, rather than preventing the development of epilepsy. Therefore, it is necessary to understand the pathogenesis of epilepsy and characterize processes that may contribute to the development and / or that participate in this pathology. Thus, our goal is to determine the SUMOylation profiles in an animal model of MTLE-HS and human samples from patients suffering from MTLE-HS, as well as characterizing the transcriptional profile of SUMOylation in these conditions. Our results demonstrated that it is necessary to use the deSUMOylation inhibitor, NEM to study this PTM. It has also been found that the SUMOylation profile does not differ significantly between the structures (cortex, amygdala, hippocampus) obtained from the anterior-mesial temporal lobectomy of patients with MTLE-HS. Proteins that are likely to be SUMOylated in the human brain have been characterized. In the in silico model, we found differentially expressed genes that encode proteins that are likely to be SUMOylated, and that SUMO-1, SUMO2/3 and enzymes of the SUMOylation pathway could be increased in this disease. Therefore, our results provide evidence that SUMOylation could be altered in epilepsy, and may be useful for the development of new drugs and/or in order to identify the disease.