Necroptose tem papel central no efeito letal do TNF

Post de Nívea F Luz

Na última edição de 2011 da Immunity foi publicado o artigo “RIP Kinase-Dependent Necrosis Drives Lethal Systemic Inflammatory Response Syndrome” que acrescenta bastante ao conhecimento de um importante fenômeno biológico, a necroptose. O termo necroptose é utilizado como sinônimo de necrose regulada, e na literatura denomina um caso específico de necrose que é iniciada pela ligação do TNF ao receptor 1 de TNF (TNFR1), além disso o termo necroptose pode ser usado para indicar necrose dependente de RIPK (receptor-interacting protein kinase )1 e RIPK3 (como ilustrado na figura abaixo). Esse tipo característico de necrose pode ser inibida quimicamente por Necrostatina-1 (inibidor da RIPK1) ou inibição genética da RIPK1/RIPK3 (Galluzzi et al., 2012).  

No artigo Duprez e colaboradores investigaram a síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SIRS), que é uma reação inflamatória grave que afeta todo o corpo, e pode ser causada por infecções, tais como, sepse, ou por dano físico como queimaduras graves. Algo relevante sobre a SIRS é que o TNF tem um papel central na ocorrência da doença, ativando células para um perfil inflamatório e de morte celular programada. 

Inicialmente, com uma abordagem experimental de RNA de interferência em células in vitro, os autores submeteram células L929 à TNF recombinante e observaram que a necroptose induzida por TNF dependente de RIPK-1 e RIPK-3 é inibida pelo tratamento com z-VAD-fmk (um pan inibidor de caspase). Os autores silenciaram especificamente o RNA das caspase 3 e 7 (efetoras de apoptose) e caspase 8, e encontraram que apenas o silenciamento da caspase 8 implica na ocorrência de necroptose na célula. Um achado bastante interessante, uma vez que a caspase-8 é responsável pela clivagem de RIPK1 e RIPK3 e inativação dos seus efeitos “pró-necroptóticos”.  

Em seguida foi empregado um modelo experimental de SIRS, que consiste na injeção de TNF recombinante em camundongos, o que provoca uma inflamação sistêmica semelhante a SIRS e sepse. De fato a administração de TNF juntamente com z-VAD sensibiliza os camundongos ao choque induzido por TNF. Nessa etapa os autores utilizaram camundongos knockout para caspase 3, 7 e 1 (efetora da piroptose), e encontraram que essas caspases não são requeridas para a SIRS mediada por TNF. 

Os autores avançaram então para a investigação de um componente efetor da necroptose, a RIPK3 e acharam que camundongos knockout para esse gene são protegidos da SIRS induzida por TNF independente da presença ou ausência do inibidor de caspase. Além disso os autores encontraram que a proteção pela deleção da RIPK3 é acompanhada pela redução de morte celular, dano tecidual e inflamação persistente. Para investigar o papel da RIPK1 a Necrostatina foi utilizada como inibidor, uma vez que camundongos knockout para RIPK1 são inviáveis, os resultados foram semelhantes aos encontrados pela deleção de RIPK3.

Por fim, os autores utilizaram um modelo de sepse que inclui componentes microbianos, a ligação e perfuração cecal (CLP). De fato, a deleção de RIPK3 implica na proteção de camundongos da sepse ocasionada pela CLP. Esses camundongos exibiram menor liberação de padrões moleculares associados a dano (DAMP) na corrente sanguínea, e sobreviveram mais do que camundongos selvagens.  

Os achados de Duprez e colaboradores (resumidos da figura abaixo) demonstram em síntese, que em camundongos o bloqueio da necroptose confere proteção contra a SIRS letal.

Além disso, esse artigo é uma importante contribuição para a literatura por demonstrar que necroptose não é uma forma de morte celular acidental, mas que pode ocorrer de forma regulada por quinases e caspase inibidoras desse processo, dessa forma os achados reinforçam que RIPK desempenha um papel crucial na SIRS e sepse, o que pode configurar essa molécula como um alvo terapêutico para o tratamento dessas patologias.

Referências:

Duprez L, Takahashi N, Van Hauwermeiren F, Vandendriessche B, Goossens V, Vanden Berghe T, Declercq W, Libert C, Cauwels A, & Vandenabeele P (2011). RIP Kinase-Dependent Necrosis Drives Lethal Systemic Inflammatory Response Syndrome. Immunity, 35 (6), 908-18 PMID: 22195746

Galluzzi L et al, Molecular definitions of cell death subroutines: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2012. Cell Death Differ. v.19, n.1, 107-120. 2012.

Mecanismos de necroptose em células T e resposta antiviral

Post de Jaqueline França

Durante muitos anos, apoptose foi considerada como a única forma de morte celular programada. No entanto dados recentes da literatura indicam fortemente que a necrose, a qual tem sido vista tradicionalmente como uma forma de morte celular passiva, também pode ocorrer de maneira regulada através de um mecanismo chamado “necroptose”. Este mecanismo é marcado por uma tumefação celular e das organelas, formação extensiva de vacúolos intracelulares e ruptura rápida da membrana plasmática, ausência de marcadores clássicos de apoptose, como condensação de cromatina e fragmentação nucleossomal de DNA [1]. É interessante observar que a necroptose pode ser ativada pelos mesmos ligantes que ativam a apoptose, como por exemplo TNF, FasL e TRAIL. Contudo os eventos que deflagram tais vias de morte ainda precisam ser melhor estudados.

Em 2008, Ch’en e colaboradores observaram que a deficiência na expansão de células T causada pela ausência de caspase 8 era claramente relacionada à perda contínua de viabilidade celular [2]. No entanto, a morte não era por apoptose. Nesse contexto, o grupo publicou recentemente no Journal Experimental Medicine um estudo no qual investigaram necrose programada, autofagia e necroptose como possíveis vias de morte em células T de camundongos C57BL6 deficientes de caspase 8 [3].

Com o auxilio de animais deficientes para os genes Ppif (codifica ciclofilina D) e Atg7 os autores demonstraram que nem a necrose programada (definida pela presença de ciclofilina D) nem a autogafia (definida pela presença de Atg 7) atuam na necroptose observada em células T deficientes em caspase 8. Tendo em vista que a iniciação da necroptose, via receptores de morte, requer a atividade das cinases RIPK1 (receptor interacting protein 1) e RIPK3, os autores deduzem que a caspase 8 inibe a ativação de Ripk1-Ripck3, e que a sua ausência resulta em necroptose.

Por fim, os autores discutem que este circuito de sinalização poderia ter um possível significado fisiológico, já que a ausência da atividade de caspase 8 pode ser um marcador, como um padrão molecular associado a patógenos, indicando a presença de um inibidor de caspases expresso por vírus.

Referências:

[1] P. Vandenabeele, L. Galluzzi, T. Vanden Berghe, G. Kroemer, Molecular mechanisms of necroptosis: an ordered cellular explosion, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 11 (2010) 700-714.
[2] I.L. Ch’en, D.R. Beisner, A. Degterev, C. Lynch, J. Yuan, A. Hoffmann, et al., Antigen-mediated T cell expansion regulated by parallel pathways of death, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (2008) 17463-17468.
[3] Ch'en, I., Tsau, J., Molkentin, J., Komatsu, M., & Hedrick, S. (2011). Mechanisms of necroptosis in T cells Journal of Experimental Medicine DOI: 10.1084/jem.20110251

Ecos do "Signaling in Cell Death, Cancer and the Immune System"

Post de Valéria Borges

Ocorreu no Club Med Rio das Pedras, no período de 08 a 11 de Fevereiro de 2010, o congresso científico internacional “Signaling in Cell Death, Cancer and the Immune System – Signaling 2010”. A Comissão Organizadora do evento composta por Gustavo P. Amarante Mendes, Karina Ramalho Bortoluci, Patricia Bozza, João Paulo de Biaso Viola, Roger Chammas e Luiz Vicente Rizzo esta de parabéns, pois conseguiu trazer para o encontro alguns dos maiores líderes da pesquisa em suas áreas, os quais compartilharam com os presentes seus mais recentes resultados e as suas considerações pessoais sobre os temas discutidos. 

O programa científico abordou informações atuais e de fronteira sobre pesquisa em biologia celular e molecular, oncologia e imunologia, com ênfase nos mecanismos moleculares que coordenam processos de transdução de sinal bioquímico ativados por receptores citoplasmáticos ou localizados na superfície celular. O formato deste encontro incluiu 2 Conferências Especiais, 41 Palestras e 24 mini-apresentações de estudantes de doutorado, pós-graduação ou de jovens pesquisadores que foram selecionadas dos resumos submetidos ao Congresso. A sessão permanente de apresentação de Pôsteres foi planejada para duas noites onde foi intensa a interação entre estudantes e pesquisadores abrindo a possibilidade de intercâmbio de conhecimento e aprimoramento dos trabalhos em curso. Dentre os pôsteres, a Comissão selecionou 9 trabalhos que receberam a premiação ao final do evento como reconhecimento do trabalho e estímulo a novos desafios.

Dentre as diversas excelentes apresentações de pesquisadores estrangeiros merecem destaque as de: 

Luke O’Neil  (Dublin, Ireland): “The IL-1 receptor/Toll-like receptor superfamily: 10 years of progress”; 

Ruslan Medzhitov (New Haven, USA): “Social behavior of cells: cooperation, sacrifice and competition”; 

Peter Weller (Boston, USA): “Signaling mechanisms regulating human eosinophil secretion”; 

Dan Littman (New York, USA): “Role of microbiota in inflammatory T cell; 

David Russell  (Ithaca, USA) “Innate immunity and the development of active tuberculosis” 

Miguel Soares (Oeiras, Portugal.): “Towards a molecular basis for host tolerance to Plasmodium infection” differentiation”. Entretanto, sem dúvida 

Doug Green (Memphis, USA) roubou a cena não só pela sua brilhante palestra “How cells die”, mas também por seu entusiasmo contagiante e humor ímpar.

Dentre os pesquisadores brasileiros participaram dentro dos simpósios de temas variados: Ricardo Gazzinelli, Elvira Saraiva; Dario Zamboni,  Sérgio Costa Oliveira; Mauro Teixeira; Mauricio Rodrigues e Marcela Lopes. No último dia, participaram de uma mesa redonda sobre sinalização: Rafael Linden, “The prion protein and the immune system, and the other way around” e, Sergio Lira, “Chemokine receptor oncogenes”. 

O LIMI também esteve representado por Dr Johan Van Weyenbergh que apresentou o trabalho intitulado “IFN/STAT 1 and Fas/ FasL signaling determine cell faith in adult T-cell leukemia”. 

O sucesso desse evento reflete a importância do estudo da sinalização nas áreas de morte celular, inflamação, câncer e sua interface com a imunologia básica e aplicada, bem como reforça a participação da pesquisa brasileira de forma atuante e séria nesses temas.