Mitofusinas em oócitos murinos: seus papéis na fertilidade e na herança mitocondrial

• Autor(a) principal: Machado, Thiago Simões
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10132/tde-19062019-105614/
• topic: DNA mitocondrial; Fusão mitocondrial; Mitochondria; Mitochondrial DNA; Mitochondrial fusion; Mitocôndria

Durante a oogênese o oócito sofre intensas mudanças quanto a morfologia mitocondrial e número de organelas. Uma vez que a fusão e fissão mitocondrial atuam diretamente na dinâmica mitocondrial, tais processos devem ser determinantes para o desenvolvimento oocitário. O formato arredondado e pequeno das mitocôndrias oocitárias sugere que essas organelas sejam incompetentes para a fusão. É possível que tal realidade favoreça a segregação de moléculas de DNA mitocondrial (mtDNA) mutantes. Assim, este projeto teve como objetivo investigar o papel da fusão mitocondrial no oócito e suas consequências tanto para fertilidade quanto para a herança mitocondrial. Para tal, genes-chave para a fusão mitocondrial (Mfn1 e Mfn2) foram nocauteados exclusivamente nos oócitos de camundongos portadores de dois haplótipos mitocondriais, mtDNA C57BL/6 (B6) e NZB/BINJ (NZB). Oócitos selvagens (WT) ou nocautes para Mfn1 (Mfn1 cKO), Mfn2 (Mfn2 cKO) ou ambos (Mfn1&2 cKO) foram comparados quanto a competência de desenvolvimento, função mitocondrial e herança do mtDNA NZB. O acasalamento de fêmeas contendo oócitos Mfn1 cKO com machos WT não resultou em nascimento. Tal infertilidade associou-se à falha na ovulação, acúmulo de folículos e bloqueio da progressão meiótica quando do cultivo in vitro. Oócitos Mfn1 cKO também apresentaram menor diâmetro e menor nível de mtDNA e agregação mitocondrial. Já os oócitos Mfn2 cKO, não foram afetados quanto ao nível de mtDNA. Como resultado, o número de nascimentos não diferiu entre fêmeas Mfn2 cKO e WT. Surpreendentemente, o duplo nocaute resultou em efeito menos severo que o nocaute do Mfn1, sendo que o desenvolvimento folicular não foi comprometido e oócitos Mfn1&2 cKO apresentaram nível intermediário de mtDNA (comparado com oócitos WT e Mfn1 cKO), agregação mitocondrial e do retículo endoplasmático. Apesar de ovulados, os oócitos Mfn1&2 cKO apresentaram bloqueio da maturação meiótica. Como resultado, esses oócitos se mostraram incompetentes em suportarem o desenvolvimento a termo. No que se refere a herança mitocondrial, primeiramente observamos que quanto maior o nível de mtDNA NZB da fêmea doadora, maior a eliminação de mtDNA NZB nos oócitos, pois fêmeas com 60-80% de mtDNA NZB apresentaram oócitos com redução de 13,1% ± 1,99 do mtDNA NZB (&#8710NZB). Assim, utilizamos fêmeas de maior quantidade de mtDNA NZB para melhor observar o comportamento de herança. O nível de mtDNA NZB diminuiu em oócitos WT e Mfn1 cKO em comparação com as fêmeas doadoras, sugerindo uma seleção contra o mtDNA mutante. Contudo, tal seleção foi ao menos 50% menos eficaz em oócitos maturos Mfn2 cKO e Mfn1&2 cKO, evidenciando um possível papel desempenhado pelo Mfn2 na eliminação do mtDNA NZB. A mesma análise, quando feita em oócitos imaturos, cauda, fígado e baço, apresentou os mesmos comportamentos reportados em cada grupo. Não foi observada diferença entre as gerações de uma mesma fêmea. Em suma, este trabalho indica que o Mfn1 é essencial para promover oócitos com competência de desenvolvimento, enquanto que o Mfn2 participa da eliminação de mtDNA mutante no oócito. Esses achados dão suporte ao papel-chave das mitofusinas na modulação da dinâmica mitocondrial visando o atendimento às exigências dos oócitos e prevenção da herança de mutações no mtDNA.