Pesquisadores descobrem um processo celular que leva à inflamação

Os investigadores do Cedars-Sinai identificaram várias etapas em um processo celular responsável por desencadear uma das importantes respostas inflamatórias do corpo. Suas descobertas, publicadas na revista Ciência Imunologiaabrem possibilidades para modular o tipo de inflamação associada a diversas infecções e doenças inflamatórias.

Especificamente, os pesquisadores melhoraram a compreensão das etapas que levam à produção de IL-1 beta, um potente sinal de proteína inflamatória liberado durante muitas respostas inflamatórias.

“Agora temos uma compreensão mais clara do processo passo a passo que leva à produção de IL-1 beta”, disse Andrea Wolf, Ph.D., professora assistente de Ciências Biomédicas e Medicina no Cedars-Sinai e autora sênior e correspondente no novo estudo. “Ao entender o processo, esperamos um dia encontrar um tratamento para doenças associadas a essa resposta inflamatória”.

Quando o sistema imunológico inato – o sistema de defesa com o qual nascemos – identifica uma bactéria, vírus ou outro invasor externo potencialmente prejudicial, ele libera glóbulos brancos para cercar e atacar o agente estranho. Isso pode causar inchaço, vermelhidão, calor e dor nos tecidos do corpo que, em um corpo saudável, eventualmente desaparecem.

Algumas pessoas, no entanto, ficam presas na fase de inflamação. Isso causa o que é conhecido como inflamação crônica. A inflamação crônica pode danificar as células saudáveis ​​do corpo e pode levar a doenças graves, como diabetes tipo 2, doenças cardíacas e depressão.

“A inflamação, em muitos casos, é vital para um sistema imunológico próspero e um corpo saudável”, disse David Underhill, Ph.D., presidente do Departamento de Ciências Biomédicas e Janis e William Wetsman Family Chair em Doença Inflamatória Intestinal, que é também um autor sênior e correspondente no estudo. “No entanto, a inflamação prolongada pode causar estragos no corpo. Isso ressalta a importância de entender o processo celular de como a inflamação é ativada, para que possamos trabalhar na busca de novos tratamentos para conter a inflamação crônica”.

O estudo é uma continuação da pesquisa do Cedars-Sinai publicada em 2016, que explica como as células agem para detectar uma infecção. Nesse estudo, os pesquisadores descobriram que uma enzima chamada hexoquinase, normalmente usada pelas células para converter glicose em energia, tem uma segunda função inflamatória. Eles descobriram que a hexoquinase se liga a um açúcar da parede celular da bactéria e ativa os inflamassomas, levando à produção de IL-1 beta. Os inflamassomas são receptores do sistema imunológico inato que reconhecem micróbios e danos nos tecidos. O presente trabalho apresenta um quadro mais completo desse processo.

Os pesquisadores descobriram que a hexoquinase sai da mitocôndria, a parte da célula que gera energia. Este salto inicia uma resposta imune: a liberação de hexoquinase desestabiliza a mitocôndria e alerta a célula de que algo está errado. Isso leva ao agrupamento de um canal chamado VDAC na membrana da mitocôndria, que interage com outra proteína chamada NLRP3 para iniciar a montagem do inflamassoma. Os inflamassomas então produzem IL-1 beta, um condutor da inflamação.

Os pesquisadores estudaram células derivadas de camundongos de laboratório para entender as etapas envolvidas na via IL-1 beta. A equipe usou substâncias chamadas inibidores que bloqueiam funções celulares, bem como tecnologia de edição de genes para desligar certos genes e as proteínas que eles expressam. Isso permitiu que eles entendessem quais proteínas são vitais para desencadear a inflamação.

O cientista de pós-doutorado Cedars-Sinai Sung Hoon Baik, Ph.D., usou o microscópio de super-resolução que faz parte do Cedars-Sinai Biobank e Research Pathology Resource para visualizar e medir as etapas desse processo inflamatório dentro de células individuais.

“Ser capaz de atingir etapas específicas dessa via é vital, porque além de serem importantes para a inflamação, os componentes dessa via também desempenham um papel vital na manutenção da energia dentro da célula”, disse Wolf. “Queremos focar em seu papel inflamatório, não apenas desligar tudo, porque isso seria ruim para a célula.”

Os pesquisadores continuam a estudar as etapas celulares que conduzem e resultam do papel da hexoquinase na ativação dos inflamassomas. Eles também estão usando os resultados deste estudo para começar a direcionar essa via inflamatória em diferentes doenças.