Mitochondrial DNA activates the NLRP3 inflammasome and predisposes to type 1 diabetes in murine model

• Processo: 17/03012-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Imunologia - Imunologia Celular
• Pesquisador responsável: Daniela Carlos Sartori
• Beneficiário: Daniela Carlos Sartori
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 12/10395-0 - Papel dos receptores NLRs nos mecanismos de imunoregulação do diabetes do tipo 1 e 2: identificação de novos alvos terapêuticos, AP.JP
• Assunto(s): Citocinas Diabetes mellitus tipo 1 DNA mitocondrial Polimorfismo genético Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cytokines | NLRP3 inflammasome | Type 1 diabetes | Imunologia

Resumo

Apesar da correlação entre polimorfismos de NOD-like receptor family-pyrin domain containing 3 (NLRP3) e predisposição ao diabetes tipo 1 (T1D) ter sido identificada, a ativação e potencial função do inflamassoma NLRP3 no T1D ainda não foi elucidada. O presente estudo mostrou que camundongos non-obese diabetic (NOD) exibiram aumento da expressão genica de NLRP3, apoptosis-associated speck-like protein (ASC), e pro-IL-1² nos linfonodos pancreáticos (PLNs). Similarmente, foi observado aumento na expressão desses genes no modelo de múltiplas doses de estrepotozotocina (STZ) em camundongos C57BL/6. Adicionalmente, camundongos C57BL/6 diabéticos também apresentaram aumento significativo da expressão proteica de IL-1² no tecido pancreático no dia 7, o qual manteve-se elevado no dia 15 após STZ. Camundongos diabéticos também tiveram maior porcentagem de macrófagos positivos para caspase-1 nos PLNs, a qual estava reduzida nos camundongos deficientes de NLRP3 (NLRP3-/-), mas não em ASC-/-, após o tratamento com STZ. Em paralelo, camundongos deficientes de NLRP3 e IL-1R, mas não de ASC, mostraram menor incidência da doença, insulite, redução da hiperglicemia e normalização de insulina sérica em relação aos camundongos wild-type (WT) diabéticos. Notavelmente, também observamos um decréscimo de linfócitos CD4 e CD8 produtores de IL-17 (Th17 and Tc17), assim como CD4 e CD8 produtores de IFN-³ (Th1 and Tc1) nos PLNs. Após o T1D induzido por STZ, notamos que camundongos deficientes de NLRP3 apresentaram aumento das populações de células supressoras mielóides (MDSC) e mastócitos nos PLNs associado com significativo aumento da expressão de IL-6, IL-10 e IL-4 no tecido pancreático. De maneira interessante, camundongos diabéticos revelaram elevada expressão de genes relacionados ao DNA mitocondrial, como citocromo B e C, mas não NADH dehydrogenase subunit 6 (NADH). O DNA mitocondrial (mDNA) de animais diabéticos, mas não dos controles, promoveu significativa produção de IL-1² e ativação de caspase-1 por macrófagos WT, que foi inibida por macrófagos NLRP3-/-. A administração de mDNA in vivo induziu o aumento das populações de células Th17/Tc17/Th1/Tc1 nos PLNs e precipitou o início do T1D, o qual foi abolido em camundongos NLRP3-/-. Em resumo, nossos resultados evidenciaram que a ativação de NLRP3 mediada por mDNA causa a expressão de IL- 1² dependente de caspase-1 e contribui para a resposta celular patogênica durante o desenvolvimento do T1D induzido por STZ. (AU)