Διερεύνηση της επίδρασης του πυρηνικού υποδοχέα PPARβ/δ στην αναπνευστική λειτουργία των μιτοχονδρίων της καρδιάς κατά την ισχαιμία/επαναιμάτωση
Creators: name: Παπαθεοδώρου, Ιωάννα Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ισχαιμία/επαναιμάτωση
Μιτοχόνδρια
PPARβ/δ
Ischemia/reperfusion
Mitochondria

description: Η ισχαιμία του μυοκαρδίου συνοδεύεται από σημαντική καρδιακή δυσλειτουργία και αποτελεί την κυριότερη αιτία νοσηρότητας στις σύγχρονες κοινωνίες. Δεν υπάρχουν διαθέσιμες θεραπευτικές πρακτικές προκειμένου να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά η ισχαιμία/επαναιμάτωση (ischemia/reperfusion, I/R) ενώ, η πολυπλοκότητα των υποκείμενων μηχανισμών και η έλλειψη ικανών καρδιοπροστατευτικών στόχων δυσχεραίνουν την διαχείριση της καρδιακής δυσλειτουργίας που προκύπτει λόγω της I/R. Τα τελευταία χρόνια η αξιοποίηση του οξειδωτικού μιτοχονδριακού μεταβολισμού της καρδιάς αναδεικνύεται ως πιθανή στρατηγική. Ο πυρηνικός υποδοχέας PPARβ/δ αποτελεί κύριο μεταγραφικό ρυθμιστή του καρδιακού μεταβολισμού με παράλληλες καρδιοπροστατευτικές ιδιότητες. Προηγούμενα δεδομένα της ομάδας μας έχουν συσχετίσει την φαρμακολογική ενεργοποίηση του υποδοχέα με την ενεργοποίηση αντιοξειδωτικών ενζύμων και τη διατήρηση των ενεργειακών επιπέδων του καρδιακού μυ κατά την I/R. Στην παρούσα εργασία θελήσαμε να διερευνήσουμε την πιθανή επίδραση του υποδοχέα PPARβ/δ στην αναπνευστική λειτουργία των μιτοχονδρίων της καρδιάς κατά την I/R. Για τον σκοπό αυτό, η μιτοχονδριακή αναπνοή και η παραγωγή ROS μετρήθηκαν σε απομονωμένα μιτοχόνδρια ή/και ομογενοποίημα από υγιείς καρδιές ή από καρδιές που υπέστησαν ex vivo I/R, μετά από ενεργοποίηση/αναστολή του PPARβ/δ. Έπειτα, για τη διερεύνηση του υποκείμενου μοριακού μηχανισμού, χρησιμοποιήθηκαν καρδιακοί ιστοί από καρδιές που υπέστησαν ex vivo I/R. Στους ιστούς αυτούς προσδιορίστηκε η γονιδιακή έκφραση των παλμιτοϋλτρανσφερασών της καρνιτίνης 1 και 2 (CPT-1 και CPT-2 αντίστοιχα) καθώς και της αφυδρογονάσης της φλαβοπρωτεΐνης μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETFDH), οι οποίες συμμετέχουν στο εξαρτώμενο από λιπαρά οξέα (F-) μονοπάτι μεταφοράς ηλεκτρονίων. Επιπλέον, διερευνήθηκε η γονιδιακή έκφραση του συμπαράγοντα του υποδοχέα που εξαρτάται από πολλαπλασιαστές υπεροξειδιοσωμάτων γ (peroxisome proliferator activated receptor gamma cofactor 1a, PGC-1α) και του πυρηνικού παράγοντα αναπνοής 1 (nuclear respiratory factor 1, NRF1) που αποτελούν κύριους ρυθμιστές της μιτοχονδριακής βιογένεσης και αναπνευστικής λειτουργίας αντίστοιχα, καθώς και της υπομονάδας Α τη αφυδρογονάσης του ηλεκτρικού οξέος (succinate dehydrogenase A, SDHA) που αποτελεί γονιδιακό στόχο του NRF1.
description: Myocardial ischemia is accompanied by severe cardiac dysfunction and accounts for most deaths and patients worldwide. Current therapeutic strategies fail to ameliorate the cardiac dysfunction that is caused by ischemia/reperfusion (I/R). In addition, the complexity of the implicated mechanisms and the lack of potent cardioprotective targets pose a significant barrier in dealing with I/R injury. In recent years, cardiac mitochondrial oxidative metabolism has been acknowledged as a promising cardioprotective target against I/R injury. Nuclear receptor PPARβ/δ regulates a big portion of cardiac fatty acid metabolism and has accumulated scientific interest because of its cardioprotective properties. Recent data from our group support that pharmacological activation of PPARβ/δ results in activation of cardiac antioxidant enzymes and in the maintenance of cardiac energy levels during I/R. Therefore, in this study we sought to investigate the possible effect of PPARβ/δ on mitochondrial respiratory function during I/R. For this purpose, mitochondrial respiration and ROS production rates were assessed in either intact mitochondria and/or homogenate from healthy or I/R-subjected hearts, with prior activation or inactivation of PPARβ/δ. Furthermore, the underlying molecular mechanism was investigated using heart tissues from the hearts that were subjected to ex vivo I/R. Gene expression of the two carnitine palmitoyltransferases (CPT-1 and CPT-2) as well as of the electron transferring flavoprotein dehydrogenase (ETFDH), that participate in the fatty acid-dependent electron pathway (F-pathway), were assessed. In addition, gene expression of mitochondrial biogenesis regulator peroxisome proliferator activated receptor gamma cofactor 1a (PGC-1α) and nuclear respiratory factor 1 (NRF1) that govern mitochondrial biogenesis, and of NRF1 downstream target succinate dehydrogenase subunit A (SDHA) was also assessed.