Modificação de Enzima Hepática Bloqueia a Doença Hepática Gordurosa em Camundongos

MASLD é a doença hepática crônica mais prevalente do mundo e atualmente carece de tratamentos farmacológicos aprovados. Modificações pós-traducionais (PTMs), como acetilação e ubiquitinação, são conhecidas por influenciar o metabolismo hepático, mas o papel da crotonilação de lisina (Kcr) na MASLD ainda não havia sido caracterizado. Este estudo teve como objetivo mapear o crotoniloma global em fígados de camundongos sob condições de MASLD e após cirurgia bariátrica, além de determinar se a crotonilação da isocitrato desidrogenase 1 (IDH1) influencia a progressão da doença.

Os pesquisadores utilizaram camundongos machos C57BL/6J com 6 semanas de idade, alimentados com dieta hiperlipídica (HFD) por 12 semanas para induzir MASLD, submetendo os animais a gastrectomia vertical em manga (VSG) ou cirurgia fictícia, com um grupo controle com alimentação pareada para isolar os efeitos independentes da restrição calórica. As amostras de fígado foram analisadas por proteômica quantitativa sem marcação 4D com nanoflow LC-MS/MS após enriquecimento por imunoanidade anti-Kcr. A análise identificou 17.408 sítios únicos de Kcr em 3.913 proteínas. Nos fígados com MASLD, 396 sítios de Kcr foram significativamente regulados negativamente e 170 foram regulados positivamente em comparação aos controles com ração normal; a VSG reverteu muitas dessas alterações. Notavelmente, a IDH1 — uma enzima-chave do ciclo TCA que converte isocitrato em α-cetoglutarato — apresentou crotonilação reduzida nos sítios K58, K151, K212 e K345 na MASLD, com restauração parcial após a VSG.

Mecanisticamente, a acetiltransferase PCAF foi identificada como a principal crotonilatransferase para IDH1, enquanto SIRT7 funcionou como a de-crotonilase. A expressão de PCAF estava reduzida e a de SIRT7 elevada em fígados com MASLD tanto de camundongos quanto de pacientes humanos. Experimentos de mutagênese utilizando mutantes de IDH1 com mimetismo de crotonilação (substituição por glutamina) e deficiência de crotonilação (substituição por arginina) demonstraram que a abolição de Kcr nesses quatro sítios reduziu significativamente a atividade enzimática da IDH1, prejudicou o fluxo do ciclo TCA e promoveu o acúmulo de lipídios em hepatócitos. Por outro lado, os mutantes miméticos de crotonilação preservaram a atividade enzimática e a função do ciclo TCA.

In vivo, a expressão hepática específica de IDH1 com mimetismo de crotonilação mediada por vírus adenoassociado (AAV) em camundongos machos sob HFD atenuou significativamente o ganho de peso, melhorou a sensibilidade à insulina e a tolerância à glicose, reduziu a esteatose hepática e diminuiu os marcadores de lipogênese. Análises metabolômicas confirmaram aumento na produção de intermediários do ciclo TCA nesses animais. A expressão do mutante deficiente em crotonilação produziu o efeito oposto, agravando os parâmetros metabólicos e da doença hepática.

Esses achados estabelecem um eixo regulatório PCAF/SIRT7–IDH1 Kcr como um novo mecanismo que governa o metabolismo lipídico hepático. Eles sugerem que a ativação farmacológica da crotonilação da IDH1, ou o direcionamento da atividade de PCAF/SIRT7, poderia representar uma nova estratégia terapêutica para a MASLD. No entanto, o estudo foi conduzido exclusivamente em camundongos machos, os experimentos de resgate in vivo utilizaram superexpressão por AAV em vez de modelos genéticos endógenos, e a tradução para a doença humana requer validação adicional.