Papel do inflamassoma NLRC4 na indução e secreção de IL-1alpha em resposta à flagelina
Data
2014-08-29
Autores
Freitas, Carla Longo de 
Orientadores
Bortoluci, Karina Ramalho
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The flagellin monomer, structural protein that composes a subunit of bacterial flagellum, is recognized by the innate immune system by TLR5, but is transported to cytosol by secretion system of pathogenic bacterias where it is capable to active the NAIP5/NLRC4 inflammasome. The NAIP5/NLRC4 inflammasome can also contain the adaptor molecule ASC, inducing particular responses according to the formed complex. NLRC4 inflammasomes that recruit the adaptor molecule ASC induce autoproteolytic cleavege of caspase-1 and IL-1β and IL-18 pro-cytokines processing. In a different manner, NLRC4 ASC-independent inflammasomes activate caspase-1 but do not induce an autoproteolytic cleavage, leading to a rapid cell death by pyroptosis. In the last years, our group has been studying new effector mechanisms triggered by cytosolic flagellin, such as the release of the damage associated molecular pattern, IL-1α. Recent data suggest inflammasomes are involved in IL-1α secretion, however, little is known about this cytokine regulation. In this work, we demonstrate that cytosolic flagellin is capable of induce IL-1α secretion in a NLRC4, ASC and caspase-1 partially dependent manner. Interestingly, cytosolic flagellin also was capable of induce IL-1α production in cells lysates. However, this effect was not altered in the absence of NLRC4. Furthermore the induction of IL-1α secretion in response to cytosolic flagellin was inhibited in the presence of CA074-Me, pharmacological inhibitor of cathepsin B,a lysossomal enzyme, suggesting that more than one pathway can be triggered by cytosolic flagellin to induce production of IL-1α. Finally, we performed an assay that allowed us to evaluate secretion of IL-1α and cellular viability all together. Our data suggest that induction of IL-1α secretion in response to cytosolic flagellin envolves different molecular machineries. Still, secretion of IL-1α seems to preceed cell detah or occurs in a cell death independent manner, a fact that defy previous data tha indicate passive release of this cytokine by dead cells.
O monômero da flagelina, proteína estrutural que compõe uma subunidade do flagelo de bactérias móveis, é reconhecida extracelularmente pelo TLR5, mas é levada para o citosol celular por sistemas de secreção presentes em bactérias patogênicas, onde é capaz de ativar o inflamassoma NAIP5/NLRC4. O inflamassoma NAIP5/NLRC4 pode ainda conter a molécula adaptadora ASC, induzindo dessa maneira, respostas particulares dependendo do complexo formado. Inflamassomas NLRC4 que recrutam a molécula adaptadora ASC induzem a clivagem auto-proteolítica da caspase-1 e processamento das pró-citocinas IL-1β e IL-18. Em contraste, inflamassomas NLRC4 ASC-independentes ativam a caspase-1, mas não induzem sua clivagem auto-proteolítica, promovendo uma morte celular rápida por piroptose. Além desses mecanismos convencionais, nosso grupo e outros vêm estudando novos mecanismos efetores induzidos a partir do reconhecimento citosólico da flagelina, os quais incluem liberação de fatores de dano celular, como a IL-1. Dados recentes da literatura sugerem um envolvimento de inflamassomas na secreção de IL-1, no entanto, pouco se conhece a respeito da regulação desta citocina. No presente trabalho, demonstramos que a flagelina citosólica é capaz de induzir a secreção de IL-1 de maneira parcialmente dependente das moléculas NLRC4, ASC e caspase-1. Interessante, a flagelina citosólica também foi capaz de estimular a produção de IL-1 nos lisados celulares. No entanto, este efeito não foi alterado na ausência de NLRC4. Ainda, a indução e secreção de IL-1 em resposta à flagelina citosólica foi inibida na presença de CA074-Me, inibidor farmacológico da catepsina B, enzima lisossomal, sugerindo que vias diversas podem interagir a partir do estímulo com flagelina citosólica para induzir a produção de IL-1. Finalmente, em um ensaio que permite a análise concomitante da secreção de IL-1 e viabilidade celular, verificamos que a secreção desta citocina está relacionada com células viáveis. Os dados, em conjunto, sugerem que a indução e secreção de IL-1 em resposta à flagelina citosólica envolve diferentes maquinarias moleculares. Ainda, a secreção de IL-1 parece preceder ou acontecer de maneira independente da morte celular, fato que desafia conceitos prévios da literatura que indicam a liberação passiva da IL-1 por células mortas.
O monômero da flagelina, proteína estrutural que compõe uma subunidade do flagelo de bactérias móveis, é reconhecida extracelularmente pelo TLR5, mas é levada para o citosol celular por sistemas de secreção presentes em bactérias patogênicas, onde é capaz de ativar o inflamassoma NAIP5/NLRC4. O inflamassoma NAIP5/NLRC4 pode ainda conter a molécula adaptadora ASC, induzindo dessa maneira, respostas particulares dependendo do complexo formado. Inflamassomas NLRC4 que recrutam a molécula adaptadora ASC induzem a clivagem auto-proteolítica da caspase-1 e processamento das pró-citocinas IL-1β e IL-18. Em contraste, inflamassomas NLRC4 ASC-independentes ativam a caspase-1, mas não induzem sua clivagem auto-proteolítica, promovendo uma morte celular rápida por piroptose. Além desses mecanismos convencionais, nosso grupo e outros vêm estudando novos mecanismos efetores induzidos a partir do reconhecimento citosólico da flagelina, os quais incluem liberação de fatores de dano celular, como a IL-1. Dados recentes da literatura sugerem um envolvimento de inflamassomas na secreção de IL-1, no entanto, pouco se conhece a respeito da regulação desta citocina. No presente trabalho, demonstramos que a flagelina citosólica é capaz de induzir a secreção de IL-1 de maneira parcialmente dependente das moléculas NLRC4, ASC e caspase-1. Interessante, a flagelina citosólica também foi capaz de estimular a produção de IL-1 nos lisados celulares. No entanto, este efeito não foi alterado na ausência de NLRC4. Ainda, a indução e secreção de IL-1 em resposta à flagelina citosólica foi inibida na presença de CA074-Me, inibidor farmacológico da catepsina B, enzima lisossomal, sugerindo que vias diversas podem interagir a partir do estímulo com flagelina citosólica para induzir a produção de IL-1. Finalmente, em um ensaio que permite a análise concomitante da secreção de IL-1 e viabilidade celular, verificamos que a secreção desta citocina está relacionada com células viáveis. Os dados, em conjunto, sugerem que a indução e secreção de IL-1 em resposta à flagelina citosólica envolve diferentes maquinarias moleculares. Ainda, a secreção de IL-1 parece preceder ou acontecer de maneira independente da morte celular, fato que desafia conceitos prévios da literatura que indicam a liberação passiva da IL-1 por células mortas.
Descrição
Citação
FREITAS, Carla Longo de. Papel do inflamassoma NLRC4 na indução e secreção de IL-1alpha em resposta à flagelina. 2014. 67 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2014.