Dormant 5-lipoxygenase in inflammatory macrophages is triggered by exogenous arachidonic acid

Abstract

The differentiation of resident tissue macrophages from embryonic precursors and that of inflammatory macrophages from bone marrow cells leads to macrophage heterogeneity. Further plasticity is displayed through their ability to be polarized as subtypes M1 and M2 in a cell culture microenvironment. However, the detailed regulation of eicosanoid production and its involvement in macrophage biology remains unclear. Using a lipidomics approach, we demonstrated that eicosanoid production profiles between bone marrow-derived (BMDM) and peritoneal macrophages differed drastically. In polarized BMDMs, M1 and M2 phenotypes were distinguished by thromboxane B2, prostaglandin (PG) E2, and PGD2 production, in addition to lysophospholipid acyltransferase activity. Although Alox5 expression and the presence of 5-lipoxygenase (5-LO) protein in BMDMs was observed, the absence of leukotrienes production reflected an impairment in 5-LO activity, which could be triggered by addition of exogenous arachidonic acid (AA). The BMDM 5-LO regulatory mechanism was not responsive to PGE2/cAMP pathway modulation; however, treatment to reduce glutathione peroxidase activity increased 5-LO metabolite production after AA stimulation. Understanding the relationship between the eicosanoids pathway and macrophage biology may offer novel strategies for macrophage-associated disease therapy.

Contribuição do CD14 na ativação e produção de prostanoides por macrófagos

“…Os principais indutores da inflamação podem ter origem endógena, como os padrões moleculares associados a danos (do inglês, DAMPs), ou exógena, como os padrões moleculares associados a patógenos (do inglês, PAMPs) (MEDZHITOV, 2008), e padrões moleculares associados a venenos (do inglês, VAMPs) (ZOCCAL et al, 2014). Esses indutores, tais como LPS derivados de bactérias Gram-negativas (PARK; LEE, 2013), beta-glucana derivada de fungos (HERRE; GORDON;BROWN, 2004;SORGI et al, 2017), toxinas derivadas de peçonhas (ZOCCAL et al, 2014), antígenos derivados de parasitas e alérgenos (RAES et al, 2005) ,Il10,Ptges,Ptgds,Ptgs2, Tnfa e Nos2, por exemplo (YANG; WU; WANG, 2016).…”

“…Utilizando da técnica de HPLC-MS/MS, determinamos a produção de prostanoides em resposta ao LPS por MDMO e analisamos a dependência de CD14 e/ou de TLR4. Para tanto, o potencial metabólico dos MDMO em produzirem os EICs, foi analisado após estimulação inespecífica com ionóforo de cálcio, como já descrito (SORGI et al, 2017). Figura 6.…”

“…Entretanto, sinais desencadeados via CD36 induzem resposta anti-inflamatória, diminuição da produção de PGE 2 e aumento da síntese de LTB 4 , com consequente aumento da sobrevida dos animais (ZOCCAL et al, 2018). Além disso, também mostramos recentemente que MDMO não produzem LTB 4 , mesmo quando estimulados com LPS (SORGI et al, 2017). Entretanto, notamos que CD14 foi importante para a produção de PGE 2 e TXB 2 por MDMO estimulados com alta concentração de LPS.…”

“…Em nossos resultados observamos dados semelhantes, uma vez que o CD14 mostrou-se importante tanto para a expressão de Ptgs2 (COX-2) em 2, 6 e 24 horas após estímulo com 500 ng/mL de LPS, e Ptges2 (PGE 2 -sintase) apenas após 24 horas. Cabe ressaltar que os MDMO foram pósestimulados com ionóforo de cálcio (após 24 horas de estímulo com LPS) para posterior identificação e quantificação de EICs empregando o método de HPLC-MS/MS (SORGI et al, 2017). Sabe-se que O íon cálcio atua como segundo mensageiro na sinalização celular (CIOFFI; BARRY; STEVENS, 2011) e assim, ionóforo de cálcio é capaz de aumentar a liberação de eicosanoides em comparação às células não estimuladas, primadas ou não com LPS (KITA et al, 2005).…”

“…Como mencionado acima, recentemente demonstramos que, embora os MDMO expressem a 5-LO, os mesmos não produzem LTs, ainda que estimulados com LPS (SORGI et al, 2017). Contudo, este quadro é revertido quando estas células são estimuladas com AA exógeno, seguido da incubação com ionóforo de cálcio.…”