Uloga autofagije u ekspresiji proinflamatornih citokina u THP-1 ćelijama

Sara Milošević; Vladimir Trajković

doi:10.5937/mp76-47896

Sara Milošević
Vladimir Trajković

DOI: https://doi.org/10.5937/mp76-47896

Ključne reči: autofagija, proinflamatorni citokini, trehaloza, bafilomicin

Sažetak

Uvod: Autofagija predstavlja proces koji ćelije koriste kako bi eliminisale stare, neiskorišćene i oštećene citoplazmatske komponente. Interakcija između autofagije i citokina mogla bi da bude jedan od mehanizama koji koordinira aktivnost urođenog i adaptivnog imunskog sistema. U zavisnosti od vrste ćelije i puta aktivacije, autofagija i proinflamatorni citokini imaju različit uzajamni uticaj. Razumevanje ravnoteže između ova dva procesa u imunskim ćelijama potrebno je da bi se ostvario terapijski potencijal regulacije autofagije u različitim infektivnim, inflamatornim i autoimunskim bolestima.

Cilj rada: Cilj ovog istraživanja bio je da se ispitiva uloga farmakološke modulacije autofagije na ekspresiju informacione RNK za proinflamatorne citokine TNF, IL-1 i IL-6 u monocitnoj ćelijskoj liniji THP-1.

Materijal i metode: Uticaj farmakoloških modulatora bafilomicina i trehaloze, određivan je merenjem autofagnog fluksa, odnosno procenom konverzije LC3-II nakon prethodnog blokiranja njegove degradacije, pri čemu se nivo LC3-II analizira metodom imunoblota. LC3 predstavjla marker autofagije i smatra se da nivoi LC3-II koreliraju sa brojem autofagozoma. Pomoću RT-qPCR metode određivano je na koji način bafilomcin i trehaloza modulacijom autofagije utiču na ekspresiju proinflamatornih citokina TNF, IL-1 i IL-6, tako što su merene vrednosti koncentracije iRNK navedenih citokina. Statistička analiza je urađena pomoću GraphPad Prism programa i korišćen je t test.

Rezultati: Imunoblot analiza je potvrdila da bafilomicin blokira autofagni fluks tako što povećava intracelularne nivoe LC3-II, sprečavajući njegovu lizozomalnu degradaciju. Trehaloza je povećala nivo LC3-II, kako u prisustvu tako i u odsustvu bafilomicina, što potvrđuje njenu sposobnost da indukuje konverziju LC3-II u THP-1 ćelijama. RT-qPCR analizom uzoraka THP-1 ćelija tretiranih trehalozom dobijeno je značajno povećanje ekspresije, a kod tretiranih bafilomicinom značajnjo smanjenje ekspresije iRNK za citokine TNF, IL-1 i IL-6 u odnosu na kontrolni uzorak ćelija koje nisu tretirane.

Zaključak: Na osnovu rezulata dobijenih u ovom istraživanju može se zaključiti da autofagija aktivira ekspresiju proinflamatornih citokina (TNF, IL-1, IL-6) tako što povećava transkripciju njihovih gena u THP-1 ćelijama.

Reference

1. Vucicevic L, Misirkic-Marjanovic M, Harhaji-Trajkovic L, Maric N, Trajkovic V. Mechanisms and therapeutic significance of autophagy modulation by antipsychotic drugs. Cell Stress. 2018; 2(11):282–91.
2. Ristic B, Harhaji-Trajkovic L, Bosnjak M, Dakic I, Mijatovic S, Trajkovic V. Modulation of cancer cell autophagic responses by graphene-based nanomaterials: Molecular mechanisms and therapeutic implications. Cancers (Basel). 2021; 13(16).
3. Ge Y, Huang M, Yao Y ming. Autophagy and proinflammatory cytokines: Interactions and clinical implications. Cytokine Growth Factor Rev. 2018; 43:38–46.
4. Levy JMM, Towers CG, Thorburn A. Targeting autophagy in cancer. Nat Rev Cancer. 2017; 17(9):528–42.
5. Onorati A V., Dyczynski M, Ojha R, Amaravadi RK. Targeting autophagy in cancer. Cancer. 2018; 124(16):3307–18.
6. Mizushima N, Levine B. Autophagy in mammalian development and differentiation. Nat Cell Biol. 2010; 12(9):823–30.
7. Levine B, Mizushima N, Virgin HW. Autophagy in immunity and inflammation. Nature. 2011; 469(7330):323–35.
8. Matsuzawa-Ishimoto Y, Hwang S, Cadwell K. Autophagy and Inflammation. Annu Rev Immunol. 2018; 36:73-101.
9. Paunovic V, Peric S, Vukovic I, Stamenkovic M, Milosevic E, Stevanovic D, et al. Downregulation of LKB1/AMPK Signaling in Blood Mononuclear Cells Is Associated with the Severity of Guillain–Barre Syndrome. Cells. 2022; 11(18).
10. Clarke AJ, Simon AK. Autophagy in the renewal, differentiation and homeostasis of immune cells. Nat Rev Immunol. 2019; 19(3):170–83.
11. Chanput W, Mes JJ, Wichers HJ. THP-1 cell line: An in vitro cell model for immune modulation approach. Int Immunopharmacol. 2014; 23(1):37–45.
12. Rubinsztein DC, Cuervo AM, Ravikumar B, Sarkar S, Korolchuk V, Kaushik S, et al. In search of an “autophagomometer.” Autophagy. 2009; 5(5):585–9.
13. Hosseinpour-Moghaddam K, Caraglia M, Sahebkar A. Autophagy induction by trehalose: Molecular mechanisms and therapeutic impacts. J Cell Physiol. 2018; 233(9):6524–43.
14. Netea-Maier RT, Plantinga TS, van de Veerdonk FL, Smit JW, Netea MG. Modulation of inflammation by autophagy: Consequences for human disease. Autophagy. 2016; 12(2):245–60.
15. Lee HM, Shin DM, Yuk JM, Shi G, Choi DK, Lee SH, et al. Autophagy Negatively Regulates Keratinocyte Inflammatory Responses via Scaffolding Protein p62/SQSTM1. The Journal of Immunology. 2011; 186(2):1248–58.
16. Wu Y, Jin Y, Sun T, Zhu P, Li J, Zhang Q, et al. P62/SQSTM1 accumulation due to degradation inhibition and transcriptional activation plays a critical role in silica nanoparticle-induced airway inflammation via NF-κB activation. J Nanobiotechnology. 2020; 18(1).
17. Xi G, Shen X, Wai C, Vilas CK, Clemmons DR. Hyperglycemia stimulates p62/PKCζ interaction, which mediates NF-κB activation, increased Nox4 expression, and inflammatory cytokine activation in vascular smooth muscle. 2015; 29(12):4772–82.
18. Wu Y, Jin Y, Sun T, Zhu P, Li J, Zhang Q, Wang X, Jiang J, Chen G, Zhao X. p62/SQSTM1 accumulation due to degradation inhibition and transcriptional activation plays a critical role in silica nanoparticle-induced airway inflammation via NF-κB activation. J Nanobiotechnology. 2020; 18(1):77.