O diabetes tipo 1 (DT1) é uma doença metabólica associada a uma inflamação sistêmica de baixo grau, responsável por importantes co-morbidades associadas. Nosso grupo demonstrou que esta inflamação depende dos níveis plasmáticos aumentados de leucotrieno-B4 (LTB4), o qual estimula o eixo Myd88/STAT1 amplificando a resposta dos receptores TLR/IL1β em macrófagos. Isso caracteriza o programa pró-inflamatório M1 nestas células, que requer energia proveniente da glicólise e produz substancias tóxicas como espécies reativas de oxigênio (ROS) e óxido nítrico (NO). Isto pode ser minimizado pela respiração mitocondrial desacoplada à síntese de ATP no metabolismo lipídico. Assim, na primeira parte do trabalho os macrófagos de camundongos (C57Bl/6) DT1, expressaram níveis elevados de marcadores de oxidação de ácidos graxos, o que não foi observado em macrófagos de camundongos diabéticos tratados com o antagonista de LTB4 (u75302). Além disso, o u75302 também reduziu a expressão aumentada de CD36, receptor envolvido na captação de lipídios, assim como aumento de lipídios intracelulares nestas células. Os elevados níveis de triglicérides e ácidos graxos presentes no plasma dos diabéticos também foram reduzidos pelo antagonista u75302, e isso foi consistente com o aparecimento de marcadores de lipólise (Prdm16 e Fgf21) no tecido adiposo branco destes animais. Da mesma forma, u75302 reduziu o consumo de oxigênio dos macrófagos de animais diabéticos. Isso foi consistente com os resultados obtidos em macrófagos de camundongos diabéticos deficientes da UCP1, os quais apresentaram maior peso corporal, maior massa de gordura e metabolismo mitocondrial mais baixo do que diabéticos WT. A perda de gordura também foi recuperada pelo tratamento com u75302 indicando o envolvimento do LTB4 na perda de adiposidade e dislipidemia em DT1. Na segunda parte do trabalho, confirmamos a participação dos leucotrienos na inflamação sistêmica em DT1 induzida por estreptozotocina. Camundongos (129SvE) diabéticos apresentaram níveis sistêmicos elevados das citocinas e este aumento não ocorreu em 129Sve deficientes da enzima 5-lipoxigenase (5LO-/-), responsável pela síntese de leucotrienos. A freqüência de monócitos pró-inflamatórios (CD11b+Ly6ChighLy6G-) circulantes estava aumentada em camundongos diabéticos WT mas não nos 5LO-/-. Macrófagos peritoneais residentes de camundongos diabéticos também apresentaram um fenótipo semelhante ao M1 classicamente ativado (alta expressão de Nos2 e Stat1, e alta produção de NO), que não foi revertido com o estímulo de IL4 in vitro ou in vivo. Por outro lado, os macrófagos dos 5LO-/- diabéticos apresentaram o fenótipo de macrófagos M2 alternativamente ativados (alta expressão de Ym1 e Arg1, e alta atividade de arginase). Os animais WT diabéticos tiveram cicatrização deficiente que se correlacionou com uma baixa freqüência de macrófagos M2 (CD45+F4/80+CD206+) nas lesões cutâneas comparado com os demais grupos. Juntos, estes dados sugerem que no DT1 os leucotrienos contribuem para a inflamação sistêmica e reprogramação dos monócitos e macrófagos para perfil inflamatório e isto está associado com aumento do metabolismo energético nestas células. Estas alterações induzidas nos macrófagos pelos níveis elevados de leucotrienos, particularmente LTB4, se correlacionam com a cicatrização deficiente, com a perda de gordura e hiperlipidemia nos camundongos DT1, sugerindo que o LTB4 possa ser um alvo terapêutico no diabetes. / Type 1 diabetes (T1D) is a metabolic disease associated to systemic low grade inflammation, which has an important role in co-morbidities. Our group showed that this inflammation depends on the high systemic levels of leukotriene-B4 (LTB4), which stimulateds MyD88/Stat1 axis, amplifying TLR/IL1β response in macrophages. This characterizes pro inflammatory M1 program, which requires energy from glycolysis, and produces harmful molecules, such as reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO). This can be mitigated by mitochondrial respiration uncoupled to ATP synthesis in lipid metabolism. Therefore, in the first part of this study, macrophages from T1D mice (C57Bl/6) expressed high levels of fatty acid oxidation markers, which was not observed in macrophages from T1D mice treated with LTB4 receptor antagonis, u75302. Moreover, u75302 also reduced the high expression od CD36, a receptor involved in lipids uptake, and also reduced intracellular lipids in these cells. The high levels of triglycerides in diabetic plasma were reduced by u75302, and this is consistent with lipolysis markers (Prdm16 and Fgf21) in white adipose tissue of these mice. This was also consistent with results obtained in macrophages from diabetic UCP1 deficient mice, which had higher body weight and lower mitochondrial metabolism then WT diabetics. Fat loss was also recovered by u75302 treatment, indicating an involvement of LTB4 in adiposity loss and dyslipidemia in T1D. In the second part of this study, we confirmed leukotrienes participation in systemic inflammation in T1D streptozotocin-induced. T1D mice (129SvE) increased systemic levels of cytokines, which was not observed in T1D 5-lipoxygenase deficient mice (5LO-/-).The frequency of pro inflammatory monocytes (CD11b+Ly6ChighLy6G-) was increased in WT diabetic mice, but not in 5LO-/-. Resident peritoneal macrophages in diabetics had a phenotype similar to M1 classically activated (Nos2 and Stat1 highly expressed, and high production of NO), which was not reversed by IL-4 stimulation in vitro and in vivo. On the other hand, macrophages from diabetic 5LO-/- had a phenotype M2 alternatively activated (Ym1 and Arg1 highly expressed, and high arginase activity). WT diabetic mice had a defective wound healing, which was related to low frequency of M2 (CD45+F4/80+CD206+) macrophages in cutaneous wounds, compared to the other groups. All together, our data suggest that in T1D leukotrienes induce systemic inflammation, and reprogram pro inflammatory phenotype in monocytes and macrophages, and this is related to increased energetic metabolism in these cells. These alteration in macrophages due to leukotrienes effects, mainly LTB4, are correlated to defective healing, with fat loss, and dyslipidemia in T1D mice, suggesting that LTB4 can be a therapeutic target in diabetes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-18042019-141413 |
| Date | 17 October 2018 |
| Creators | Ramalho, Theresa Raquel de Oliveira |
| Contributors | Negro, Sonia Jancar, Ribeiro Junior, Luciano Filgueiras |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais. |
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