Laboratório Zita Carvalho-Santos

Fisiologia Metabólica do Organismo

Os processos metabólicos estão no centro de todas as funções celulares. As células podem sofrer reprogramação metabólica, um processo pelo qual o metabolismo é religado como forma de adquirir novas funções. O exemplo mais bem descrito é a reconfiguração do metabolismo observada nas células tumorais. No entanto, embora mais intensamente estudada em condições patológicas, a reprogramação metabólica também ocorre em contextos fisiológicos, sendo melhor apreciada no contexto do desenvolvimento de organismos multicelulares que são compostos por vários tipos de células com diferentes necessidades metabólicas.

Um desafio enfrentado por esses organismos é o facto de as necessidades metabólicas específicas dos tecidos terem de ser coordenadas a nível de todo o organismo. Para o conseguir, os animais utilizam uma extensa rede de comunicação entre órgãos que regula as funções dos tecidos e permite que o organismo mantenha a homeostase. Além disso, as alterações no ambiente induzem um ajuste coordenado dos estados metabólicos de vários órgãos. Embora a comunicação entre órgãos esteja no centro da fisiologia e do comportamento animal, ainda estamos longe de compreender os mecanismos moleculares que a medeiam e os factores que a regulam.

A forma como os animais satisfazem as necessidades metabólicas dos diferentes tecidos e, por sua vez, como os programas metabólicos específicos de cada célula modulam a fisiologia animal continua largamente por explorar. No nosso laboratório, pretendemos descobrir novos mecanismos que permitam aos organismos integrar programas metabólicos específicos de células com factores internos e externos para montar estratégias específicas de células que se expandem para todo o animal, com impacto na fisiologia, com enfoque na reprodução.

A fertilidade feminina surgiu como um paradigma altamente relevante para estudar a integração da comunicação entre órgãos com o metabolismo celular e os nutrientes da dieta. A ovogénese é regulada pela ação concertada de múltiplos órgãos, modulada por factores secretados, como as hormonas, e está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento animal. Trata-se de um processo metabolicamente dispendioso que exige uma alimentação equilibrada. Foi demonstrado que vários factores têm impacto na fertilidade feminina, incluindo a idade da mulher, a disponibilidade de nutrientes na dieta e a colonização por micróbios intestinais, mas não se sabe se e como estes factores têm impacto nos processos metabólicos na linha germinal. Devido à natureza complexa desta rede reguladora que controla a fertilidade feminina, a abordagem desta questão requer uma abordagem de biologia de sistemas combinada com um sistema modelo altamente tratável, como a Drosophila.