Farmacologie a inflamației

Acest articol face parte din subiectul de cercetare

Rezolvarea inflamației: mecanisme, mediatori și biomarkeri Vizualizați toate cele 14 articole

Editat de
Ying Yu

Institutul de Științe Biologice din Shanghai, Academia Chineză de Științe (CAS), China

Revizuite de
Lihong Chen

Universitatea Medicală Dalian, China

Mallikarjun Bidarimath

Colegiul de Medicină Veterinară, Universitatea Cornell, Statele Unite

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

derivate

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Departamentul de Neuroștiințe, Imagistică și Științe Clinice, Università degli Studi “G. d’Annunzio ”, Chieti, Italia
  • 2 Centrul de cercetare privind îmbătrânirea și medicina translațională (CeSI-MeT), Università degli Studi “G. d’Annunzio ”, Chieti, Italia
  • 3 Sisteme de biologie Irlanda, Conway SPHERE Research Group Ireland, University College Dublin, Dublin, Irlanda
  • 4 Conway SPHERE Research Group Irlanda, UCD Conway Institute, University College Dublin, Dublin, Irlanda
  • 5 Departamentul de Medicină Internă, Universitatea Catolică, Roma, Italia
  • 6 Departamentul de Medicină și Științe ale Îmbătrânirii, Università degli Studi “G. d’Annunzio ”, Chieti, Italia

Raţional: Obezitatea este un factor de risc pentru aterotromboză și diferite tipuri de cancer. Cu toate acestea, mecanismele nu sunt încă pe deplin clarificate.

Obiective: Am urmărit să verificăm dacă microparticulele (MP) eliberate de trombocitele activate de trombină diferă la femeile obeze și la cele neobeze pentru numărul, mărimea și încărcătura proteomică și capacitatea de a modula in vitro expresia genelor (i) legate de tranziția epitelială la mezenchimală (EMT) și de tranziția endotelială la mezenchimală (EndMT) și (ii) ciclooxigenaza (COX) -2 implicată în producția de mediatori angiogenici și inflamatori.

Metode și rezultate: Parlamentarii au fost obținuți din trombocite activate de trombină a patru obeze și femeile lor non-obeze potrivite. MP au fost analizați prin citofluorimetru și conținutul de proteine ​​prin cromatografie lichidă-spectrometrie de masă. Deputații de la femeile obeze nu au fost diferiți ca număr, dar au arătat o eterogenitate crescută în dimensiune. La persoanele obeze, MP care conțin mitocondrii (mitoMPs) au exprimat niveluri mai scăzute de CD41 și creșterea fosfatidilserinei asociate cu factorul V îmbunătățit, reprezentând semnătura unei stări protrombotice. Analiza proteomică a identificat 44 de proteine ​​reglate în jos și trei reglate în sus în MP obținute de la obezi vs. femeile neobeze. O reducere a proteinelor membranei α-granulare și a celor implicați în mitofagie și a apărării antioxidante-membrana granulară a fost detectată la MP-urile persoanelor obeze. Deputații eliberați din trombocitele persoanelor obeze au fost mai predispuși să inducă expresia genelor marker ale EMT și EndMT atunci când au fost incubați cu celule canceroase colorectale umane (HT29) și, respectiv, cu celule endoteliale microvasculare cardiace umane (HCMEC). O proteină, puternic îmbunătățită la MP obezi, a fost proteina bazică pro-plachetară cu acțiuni pro-inflamatorii și tumorigenice. Exclusiv parlamentarii de la femeile obeze au indus COX-2 în HCMEC.

Concluzie: MP-urile derivate din trombocite ale femeilor obeze au prezentat eterogenitate mai mare în dimensiune și conțin diferite niveluri de proteine ​​relevante pentru tromboză și tumorigeneză. Deputații de la indivizi obezi au prezentat o capacitate sporită de a provoca modificări în expresia genelor marker EMT și EndMT și de a induce COX-2. Aceste efecte pot contribui la creșterea riscului de dezvoltare a trombozei și a tumorilor maligne multiple la obezitate.

Înregistrarea studiilor clinice: www.ClinicalTrials.gov, identificator NCT01581801.

Introducere

Activarea trombocitelor ca răspuns la deteriorarea țesuturilor este un eveniment timpuriu în procesul reparator (Gawaz și colab., 2005). Cu toate acestea, în unele circumstanțe, cascada proceselor biologice implicate în vindecarea țesuturilor poate fi afectată, traducându-se astfel în dezvoltarea unei stări inflamatorii cronice care promovează dezvoltarea și progresia a numeroase tulburări, inclusiv aterotromboza și cancerul colorectal (CRC)., 2005; Patrignani și Patrono, 2016). Deoarece trombocitele iau proteine ​​și material genetic din plasmă (Best et al., 2015), fenotipul trombocitelor este influențat de starea clinică individuală.

Trombocitele eliberează microparticule mici legate de membrană (MP) care conțin proteine ​​bioactive și material genetic care pot fi livrate către celulele receptoare, inclusiv celulele imune, endoteliale, epiteliale și canceroase (Dovizio și colab., 2018); prin acest mecanism celulele dobândesc fenotipuri și funcții noi care pot promova dezvoltarea stărilor patologice (Dovizio și colab., 2018).

Factorii stilului de viață, precum obiceiurile dietetice în stil occidental și lipsa activităților fizice asociate cu supraponderalitatea și obezitatea, sunt factori de risc pentru diferite tipuri de cancer (Basen-Engquist și Chang, 2011). Excesul de grăsime corporală este potențial un factor de risc modificabil al cancerului (Basen-Engquist și Chang, 2011). Cu toate acestea, mecanismele biologice care stau la baza relației dintre obezitate și cancer nu au fost încă complet elucidate. Ipotezăm că MP-urile derivate din trombocite și conținutul lor proteomic sunt modificate în obezitate, promovând astfel cancerul.

Acest studiu a avut ca scop caracterizarea numărului, dimensiunii și proteomei parlamentarilor generați in vitro ca răspuns la trombina din trombocitele femeilor obeze și a controalelor lor slabe potrivite. Mai mult, am efectuat experimente in vitro să exploreze capacitatea MP-urilor derivate din trombocite ale ambelor grupuri de a influența exprimarea genelor marker ale tranziției epiteliale și endoteliale-mezenchimale (EMT și respectiv EndMT), în celulele adenocarcinomului colorectal uman HT29 și celulele endoteliale microvasculare cardiace umane (HCMEC ). De asemenea, a fost evaluat efectul MP-urilor ambelor grupuri asupra expresiei ciclooxigenazei endoteliale (COX) -2, o cale pro-angiogenă și inflamatorie (Wang și DuBois, 2004).

Materiale și metode

Subiecte

Efectele MP derivate din trombocite asupra expresiei genelor țintă în cancer și celulele endoteliale

Linia celulară de carcinom de colon uman HT29 și celulele endoteliale microvasculare cardiace umane (HCMEC) au fost achiziționate de ATCC (Milano, Italia) și, respectiv, Lonza (Milano, Italia) și cultivate urmând instrucțiunile fabricii. Celulele HT29 sau HCMEC (0,25 × 106) au fost incubate timp de 24 de ore cu MP (0,25 × 108) generate din trombocite activate de trombină ale persoanelor obeze și neobeze. MP au fost evaluați pentru capacitatea de a provoca modificări în expresia genelor marker ale EMT și EndMT atunci când au fost incubați cu celule HT29 și respectiv HCMEC (Dovizio și colab., 2013). În cele din urmă, parlamentarii au fost evaluați pentru capacitatea de a induce expresia endotelială COX-2 (Dovizio și colab., 2013). Nivelurile de ARNm au fost evaluate de qPCR așa cum s-a descris anterior (Dovizio și colab., 2013).

Analize statistice

Toate datele sunt raportate ca medie ± SD dacă nu se specifică altfel. Analiza statistică a fost efectuată folosind GraphPad Prism Software (versiunea 5.00 pentru Windows; GraphPad, San Diego, CA, Statele Unite). Elevi t-testul a fost folosit pentru a compara mijloacele a două grupuri independente între ele; în schimb, analiza unidirecțională a varianței, urmată de post-testul Newman-Keuls, a fost utilizată pentru a compara mijloacele a mai mult de două grupuri independente. Astfel, au fost considerate semnificative statistic P-au fost detectate valori de 240 nm (Figurile 1A, B). MP plachetari de la indivizi obezi au avut o intensitate semnal SSC și FSC semnificativ mai mare decât indivizii neobezi (Figurile 1C, respectiv D).

figura 1. Caracteristicile parlamentarilor eliberați din trombocitele femeilor obeze și non-obeze. (A, B) Graficele de densitate ale înălțimii dispersiei înainte (FSC-H) vs. înălțimea de împrăștiere laterală (SSC-H) a unei suspensii tipice MP de la persoane neobeze (HS) și obeze (OB) și distribuția mărimii. (C, D) Intensitatea fluorescenței parametrilor FSC-H și SSC-H raportată ca unitate arbitrară (a.u.) (n = 4 pentru fiecare grup); ∗∗ P 0,05).

Figura 5. (A) Reprezentarea în rețea STRING a celor 47 de proteine ​​MP derivate din trombocite modulate semnificativ între indivizii ne-obezi și obezi: nodurile de rețea reprezintă proteine; marginile rețelei indică puterea suportului pentru date; proteinele modulate semnificativ asociate cu calea de „activare a trombocitelor” sunt evidențiate cu roșu. (B) Cele 20 de categorii de top (rata de descoperire falsă) a căilor KEGG s-au îmbogățit semnificativ în setul nostru de date.

Numărul de deputați pozitivi pentru mitocondrii (mitoMPs) generați din trombocitele activate de trombină a fost comparabil în ambele grupuri (4384 ± 1497 și 5867 ± 4441 număr/μL, respectiv). Ele reprezentau 23,30 ± 16,41 și respectiv 25,38 ± 8,08% din totalul populației MP. Interesant, 16 proteine ​​mitocondriale au fost identificate în analiza proteomică a MP-urilor derivate din trombocite (Tabelul suplimentar 1). Analiza căii efectuată utilizând baza de date STRING a arătat că proteinele mitocondriale identificate au fost mapate la reglarea căii de semnalizare a integrinei, a angiogenezei și a metabolismului piruvatului (Figurile 6, 7A, B). Dintre proteinele mitocondriale, două au fost detectate numai la deputații obezi (UBA1, GSR), în timp ce una a fost reglată în jos la deputații obezi vs. indivizi non-obezi (glutation S-transferaza pi 1, GSTP1) (Tabelul suplimentar 2).

Figura 6. Rețea de interacțiune proteină-proteină a celor 16 proteine ​​mitocondriale identificate în MP derivate din trombocite; proteinele mitocondriale asociate cu „Procesele de reducere a oxidării” sunt evidențiate în roșu.

Figura 7. Procese biologice (A) și analiza căilor (B) a proteinelor mitocondriale identificate.

Este de remarcat faptul că două enzime glicolitice majore au fost printre cele 44 de proteine ​​reduse, lactatul dehidrogenază B (LDHB, o subunitate a enzimei lactat dehidrogenază; P = 0,00024; fold-change, 0,162) și izozima musculară piruvat kinazică (PKM)P = 0,0145; fold-change, 0,281) (Tabelul suplimentar 2).

La MP obezi, niveluri reduse de P-selectină (numele genei, SELP) (P = 0,003, fold-change, 0,136) și CD41 (adică, subunitatea integrinei alfa 2b; numele genei ITGA2B)P = 0,001; fold-change, 0,225) au fost găsite (Tabelul 2 suplimentar).

Folosind citometria de flux, numărul de mitoMP CD41 + a fost mai mic la obezi (1231 ± 727,9 număr/μL) vs. indivizi non-obezi (3486 ± 1021 număr/μL) (Figura 8A)P + a fost raportat ca număr de mitoMP/μL. (B) % Din MP CD41 +/Anexă în V + și (C) sunt raportate mitoMP CD41 +/Annexin V +. ∗∗ P + care leagă anexina V a fost de 10,95 ± 6,73 vs. 27,97 ± 7,54%, respectiv (P + anexinV + au fost de 10,88 ± 9,56 și respectiv 56,99 ± 16,01% (P 6) (A, B) sau celule endoteliale microvasculare coronariene umane (HCMEC) (0,25 × 106) (C, D) și MP (0,25 × 10 8) de la indivizi obezi (OB) și sănătoși (HS) timp de 24 de ore au fost raportați. Expresia genică a fost evaluată prin qPCR și normalizată la cele ale GAPDH ca control și exprimată ca schimbare de pliere. Datele sunt raportate ca media ± SEM (n = 4, pentru fiecare condiție experimentală); ∗ P 6) și MP trombocite de la indivizi OB și HS (0,25 × 108) timp de 24 de ore, expresia genică a COX-2 a fost evaluată prin qPCR, normalizată la nivelurile de GAPDH ca control și exprimată ca o schimbare de ori. Datele sunt raportate ca media ± SEM (n = 4 pentru fiecare condiție experimentală); ∗ P Cuvinte cheie: microparticule, trombocite, obezitate, proteomică, conversație încrucișată celulară

Citație: Grande R, Dovizio M, Marcone S, Szklanna PB, Bruno A, Ebhardt HA, Cassidy H, Ní Áinle F, Caprodossi A, Lanuti P, Marchisio M, Mingrone G, Maguire PB și Patrignani P (2019) Derivat de trombocite Microparticule de la indivizi obezi: caracterizarea numărului, dimensiunii, proteinelor și diabolicului cu cancer și celule endoteliale. Față. Farmacol. 10: 7. doi: 10.3389/fphar.2019.00007

Primit: 08 noiembrie 2018; Acceptat: 07 ianuarie 2019;
Publicat: 22 ianuarie 2019.

Ying Yu, Shanghai Institutes for Biological Sciences (CAS), China

Lihong Chen, Universitatea de Medicină Dalian, China
Mallikarjun Bidarimath, Universitatea Cornell, Colegiul de Medicină Veterinară, Statele Unite

* Corespondență: Paola Patrignani, [email protected]

† Acești autori au contribuit în mod egal la această lucrare ca și co-autori

‡ Acești autori au contribuit în mod egal la această lucrare ca și ultimii autori