O estresse oxidativo provoca alterações na esteroidogênese adrenal

Processos de alto consumo energético liberam na mitocôndria espécies reativas de oxigênio (EROs). Para manter a homeostase, as células possuem complexos mecanismos de defesa antioxidante. Alterações nesse sistema podem perturbar esse equilíbrio levando ao acúmulo de EROs e desencadeando um processo denominado estresse oxidativo. Se prolongado, o estresse oxidativo pode levar ao comprometimento de funções celulares^[1].

A mitocôndria tem papel central na esteroidogênese adrenal. A biossíntese de hormônios esteroides se inicia com o transporte do colesterol para o interior da mitocôndria, que é convertido a pregnenolona. No retículo endoplasmático, é formada a progesterona e o 11-desoxicortisol. Novamente na mitocôndria, ocorrem as etapas finais da biossíntese de glicocorticoides e mineralocorticoides^[2].

As etapas mitocondriais da esteroidogênese contribuem significativamente para a produção mitocondrial de EROs. Para evitar a formação do estresse oxidativo, os tecidos esteroidogênicos são supridos de altos níveis de antioxidantes. Alterações nos mecanismos de defesa antioxidante nas adrenais podem causar o estresse oxidativo que impede a biossíntese de esteroide^[3].

Mutações em genes envolvidos no mecanismo de defesa antioxidante vêm sendo relacionadas a fenótipos de insuficiência adrenal — entre eles, a síndrome do triplo A, adrenoleucodistrofia e, mais recentemente, a deficiência familiar de glicocorticoide (DFG)^[3].

Foram identificadas mutações no gene Nicotinamide Nucleotide Transhydrogenase  (NNT), que segregava perfeitamente com o fenótipo de DFG com ou sem comprometimento da via de secreção de mineralocorticoide, sendo denominada DFG tipo 4 (OMIM – 614736)^[4-7]. Mutações em thioredoxin reductase 2 (TXNRD2) também foram identificadas e denominadas DFG tipo 5 (OMIM – 606448). Ambos os genessão responsáveis por eliminar EROs e prevenir a formação do estresse oxidativo^[8].

Recentemente, encontramos em um paciente com fenótipo de DFG uma nova variante no gene NNT. A pesquisa, orientada pelo Prof. Dr. Sonir Antonini e coorientada pela Dra. Fernanda Borchers Coeli Lacchini, foi apresentada no Congresso Paulista de Endocrinologia e Metabologia (COPEM 2021), tendo recebido o Prêmio COPEM de Melhor Tema Livre na Área Translacional.

O paciente avaliado no estudo foi diagnosticado aos 18 meses de vida, por apresentar episódios de hipoglicemias graves e frequentes há alguns meses. Essas hipoglicemias eram acompanhadas de crise convulsivas. Apresentava também hiperpigmentação cutânea, baixo ganho pôndero-estatural e vômitos, que culminaram, finalmente, em episódio de choque circulatório aos 18 meses de idade. Na primeira avaliação bioquímica foi detectada insuficiência adrenal primária, com cortisol plasmático indetectável e ACTH elevado, porém sem sinais de hiperandrogenismo ou insuficiência mineralocorticoide. Com estes dados foi confirmado o diagnóstico de DFG. A análise por meio de sequenciamento exômico identificou uma nova variante provavelmente patogênica no gene NNT.

Nesse estudo, avaliamos a contribuição do NNT para o funcionamento integral da esteroidogênese adrenal. Em concordância com o fenótipo de pacientes afetados com DFG, nos quais a secreção de cortisol é sempre severamente comprometida, mostramos que o NNT é amplamente expresso na zona de transição fetal e na zona fasciculada do adulto.

Além disso, ao gerar um modelo com comprometimento de NNT utilizando o sistema CRISPR/Cas9, demonstramos em linhagem de células do córtex adrenal (H295R) as anormalidades mitocondriais e a deficiência na secreção de esteroides relatadas em pacientes com mutações nesse gene.

As células adrenais deficientes em NNT apresentam redução na função mitocondrial, acumulam EROs, o que leva a um processo de estresse oxidativo que compromete a produção de cortisol e aldosterona.

Referências

1. Haddad, J.J., Antioxidant and prooxidant mechanisms in the regulation of redox(y)-sensitive transcription factors. Cellular Signalling, 2002. 14(11): p. 879-897.

2. Miller, W.L., Steroid hormone synthesis in mitochondria. Molecular and Cellular Endocrinology, 2013. 379(1): p. 62-73.

3. Prasad, R., et al., Oxidative stress and adrenocortical insufficiency. The Journal of Endocrinology, 2014. 221(3): p. R63-R73.

4. Meimaridou, E., et al., Mutations in NNT encoding nicotinamide nucleotide transhydrogenase cause familial glucocorticoid deficiency. Nat Genet, 2012. 44(7): p. 740-742.

5. Roucher-Boulez, F., et al., NNT mutations: a cause of primary adrenal insufficiency, oxidative stress and extra-adrenal defects. European Journal of Endocrinology, 2016. 175(1): p. 73-84.

6. Fujisawa, Y., et al., Impact of a novel homozygous mutation in nicotinamide nucleotide transhydrogenase on mitochondrial DNA integrity in a case of familial glucocorticoid deficiency. BBA Clinical, 2015. 3: p. 70-78.

7. Weinberg-Shukron, A., et al., Combined mineralocorticoid and glucocorticoid deficiency is caused by a novel founder nicotinamide nucleotide transhydrogenase mutation that alters mitochondrial morphology and increases oxidative stress. Journal of Medical Genetics, 2015.

8. Rathi Prasad , L.F.C., Claire R. Hughes , Juan P. Kaski , Julia C. Kowalczyk , Martin O. Savage ,Catherine J. Peters , Nisha Nathwani , Adrian J. L. Clark , Helen L. Storr , and Louise A. Metherell Thioredoxin Reductase 2 (TXNRD2) Mutation Associated With Familial Glucocorticoid Deficiency (FGD). The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2014. 99(8): p. E1556-E1563.

Aline Faccioli Bodoni — clique para ver o CV Lattes

Sonir Antonini — clique para ver o CV Lattes

Imagem: iStock