UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE BIOLOGIA CAROLINE BRANDÃO TELES EMPREGANDO A PROTEÔMICA PARA COMPREENDER OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS ANTIPSICÓTICOS EM OLIGODENDRÓCITOS HUMANOS EMPLOYING PROTEOMICS TO UNDERSTAND THE MECHANISMS OF ACTION OF ANTIPSYCHOTICS IN HUMAN OLIGODENDROCYTES CAMPINAS 2018 CAROLINE BRANDÃO TELES EMPREGANDO A PROTEÔMICA PARA COMPREENDER OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS ANTIPSICÓTICOS EM OLIGODENDRÓCITOS HUMANOS EMPLOYING PROTEOMICS TO UNDERSTAND THE MECHANISMS OF ACTION OF ANTIPSYCHOTICS IN HUMAN OLIGODENDROCYTES Dissertação apresentada ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Mestra em Biologia Funcional e Molecular, na área de Bioquímica Dissertation presented to the Biology Institute of the University of Campinas as part of the requisites required to obtain of Master's degree in Functional and Molecular Biology in the area of Biochemistry ESTE ARQUIVO DIGITAL CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA CAROLINE BRANDÃO TELES, E ORIENTADA PELO PROF. DR. DANIEL MARTINS DE SOUZA E CO- ORIENTADA PELA PROF. DRª JULIANA SILVA CASSOLI Orientador: PROF. DR. DANIEL MARTINS DE SOUZA Coorientador: DRª. JULIANA SILVA CASSOLI CAMPINAS 2018 Agência(s) de fomento e nº(s) de processo(s): FAPESP, 2015/23049-0 Ficha catalográfica Universidade Estadual de Campinas Biblioteca do Instituto de Biologia Mara Janaina de Oliveira - CRB 8/6972 Brandão-Teles, Caroline, 1990- B733e Empregando a proteômica para compreender os mecanismos de ação dos antipsicóticos em oligodendrócitos humanos / Caroline Brandão Teles. – Campinas, SP : [s.n.], 2018. Orientador: Daniel Martins de Souza. Coorientador: Juliana Silva Cassoli. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia. 1. Esquizofrenia. 2. Clorpromazina. 3. Haloperidol. 4. Fumarato de quetiapina. 5. Risperidona. 6. Proteoma. 7. Oligodendroglia. I. Martins-de- Souza, Daniel, 1979-. II. Cassoli, Juliana Silva. III. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. IV. Título. Informações para Biblioteca Digital Título em outro idioma: Employing proteomics to understand the mechanisms of action of antipsychotics in human oligodendrocytes Palavras-chave em inglês: Schizophrenia Chlorpromazine Haloperidol Quetiapine fumarate Risperidone Proteome Oligodendroglia Área de concentração: Bioquímica Titulação: Mestra em Biologia Funcional e Molecular Banca examinadora: Daniel Martins de Souza [Orientador] Lucilene Delazari dos Santos André Schwambach Vieira Data de defesa: 21-02-2018 Programa de Pós-Graduação: Biologia Funcional e Molecular Campinas, 21 de Fevereiro de 2018. COMISSÃO EXAMINADORA Prof. Dr. Daniel Martins de Souza Prof. Dra. Lucilene Delazari dos Santos Prof. Dr. André Schwambach Vieira Os membros da Comissão Examinadora acima assinaram a Ata de Defesa, que se encontra no processo de vida acadêmica do aluno DEDICATÓRIA Dedico essa dissertação aos meus pais, que foram o meu maior apoio nos momentos de angústia. Mãe, sеu cuidado, força е dedicação em olhar por mim, fоram os que deram,nos momentos mais difíceis, а esperança pаrа continuar seguindo em frente. Pai, suа presença significou segurança е certeza dе qυе não estou sozinha nessa caminhada. AGRADECIMENTOS À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP pelo apoio financeiro (Processo 2015/23049-0), concedida como ítem orçamentário do projeto Jovem Pesquisador ( 2013/08711-3). Se você está lendo essa página, é porque aquele ditado “no final tudo dá certo” de fato é verdadeiro, porque eu cheguei até aqui. Do processo seletivo, aprovação e conclusão do mestrado foram longos (e curtos) dois anos que acrescentaram além de um título de mestre, algumas rugas e cabelos brancos. Mas quem disse que seria fácil? E eu nem gostaria que tivesse sido! Se o fosse, a vida não teria me dado tantas pessoas maravilhosas, que de alguma forma, no seu jeito, me apoiaram e me fizeram seguir em frente. E são a esses que quero agradecer, do fundo e local mais sincero do meu coração. Primeiramente agradeço a Deus, que sempre olhou por mim, independente das vírgulas e reticências encontradas pelo caminho. Aos meus amados pais, Vilma e Wilson, pelo seu tempo, amor e dedicação em sempre cuidar de mim. Por não desistirem, por acreditarem que eu era capaz de chegar até aqui. A minha mãe, que tem uma força sobrenatural, guerreira, aquela que ajudou em me tornar a mulher que sou hoje. A minha família, que estão comigo desde o início, constituindo a base mais firme que alguém pode querer. Obrigada as tias e tios, por serem minhas segundas, terceiras e quartas mães e pais! A minha vozinha que ainda está aqui, sempre me amando e apoiando e aquela vózinha que já se foi, anjo de olhos azuis que tem grande participação na minha caminhada até aqui. Sem ela, não sei aonde estaria hoje. Ao meu orientador prof. Dr. Daniel Martins de Souza, que um dia me deu a oportunidade de fazer parte da família LNP. Proporcionando inúmeras oportunidades, ensinando e investindo na minha formação como futura educadora e pesquisadora. A minha co-orientadora JuCa, por não só ter me orientado, mas por ter se tornado uma amiga. Você me apresentou a esse mundo da espectrometria de massas, com paciência e dedicação. Obrigado por cada hora do seu tempo dedicado a mim, não só me ajudando a construir conhecimento, mas compartilhando da vida. A família LNP, onde passei a maior parte dos meus dias nesses últimos dois anos. Sem vocês, eu com toda certeza não chegaria até aqui. Em especial a Giu, cúmplice e parceira desde a graduação, que vem compartilhando comigo risos e lágrimas. Obrigada por cada respirada nos banquinhos do IB, recompondo nossas forças para continuar seguindo em frente. Ao Clube das Bonitas, por estarem nessa caminhada comigo há uns bons anos, partilhando das angústias, crises, sonhos e alegrias. São vocês que fazem com que a vida seja mais leve nas horas difíceis! Aos meus amigos de tatame, que nos dias nublados e escuros estavam lá, não só para trocar socos e chutes, mas para me ajudarem a prosseguir. O Muay Thai trouxe novos maravilhosos amigos, 7kg a menos e o amor da minha vida. Amor, estamos apenas começando. Obrigada por me dar o melhor colo e por me ouvir quando mais precisei. Com vocês amados, divido a alegria desse momento. “Cada um que passa em nossa vida, passa sozinho, pois cada pessoa é única e nenhuma substitui outra. Cada um que passa em nossa vida, passa sozinho, mas não vai só nem nos deixa sós. Leva um pouco de nós mesmos, deixa um pouco de si mesmo. Há os que levam muito, mas não há os que não levam nada. Essa é a maior responsabilidade de nossa vida, e a prova de que duas almas não se encontram ao acaso.” ~ O pequeno príncipe RESUMO A esquizofrenia é um transtorno mental crônico que atinge em média 0,7% da população mundial, sendo seu desenvolvimento relacionado a soma de fatores genéticos e ambientais. Distúrbios cognitivos como atenção, memória e funções executivas são frequentemente observados em pacientes com a doença. Os antipsicóticos consistem na principal forma de tratamento, sendo amplamente utilizados na clínica. No presente projeto foram analisados o proteoma de uma linhagem celular de oligodendrócitos humanos (células MO3.13) tratados com quatro antipsicóticos, sendo dois de primeira-geração (clorpromazina e haloperidol) e dois de segunda-geração (quetiapina e risperidona). Primeiramente, foi estabelecido um protocolo para cultivo das células, publicado como um capítulo de livro. Por conseguinte, a análise dos tratamentos foi realizada através de nano-cromatografia líquida seguida de espectrometria de massas em tandem (nano LC-MS/MS). Posteriormente, as proteínas encontradas com p-value < 0,05 foram submetidas a análise no programa Ingenuity Pathway Analysis (IPA) para obtenção das vias metabólicas relacionadas a cada tratamento. Foram encontradas vias de sinalização em comum e específicas para cada antipsicótico. Os dados gerados nesta dissertação de mestrado auxiliarão na compreensão das vias bioquímicas envolvidas no mecanismo de ação desses medicamentos, que podem orientar o desenvolvimento de novos tratamentos. ABSTRACT Schizophrenia is a chronic mental disorder that affects on average 0.7% of the world population, and its development is related to genetic and environmental factors. Cognitive disorders such as attention, memory and executive functions are often observed in patients with the disease. Antipsychotics consist of the main form of treatment and are widely used in the clinic. In the present project the proteome of a human oligodendrocyte cell line (MO3.13 cells) treated with four antipsychotics, two of the first generation (chlorpromazine and haloperidol) and two of the second generation (quetiapine and risperidone) were analyzed. The analysis of the treatments was performed by liquid nano-chromatography followed by tandem mass spectrometry (nano LC-MS / MS). Subsequently, the proteins found with p- value <0.05 were submitted to analysis in the Ingenuity Pathway Analysis (IPA) program to obtain the metabolic pathways related to each treatment. Canonical pathways were found in common and specific for each antipsychotic. The data generated in this dissertation helped to understand the biochemical pathways involved in the mechanism of action of these drugs, which may guide the development of new treatments. ÍNDICE DE FIGURAS Figure 1: GO biological processes affected by antipsychotic treatment in MO3.13 cell cultures. Figure 2: Network interactions, and their interactors,