Efeito do estresse oxidativo sobre autofagia em tecido placentário

Abstract

Introdução: A gestação é uma condição fisiológica que pode apresentar maior suscetibilidade ao desequilíbrio entre fatores pró e antioxidativos, evoluindo assim com dano celular e resposta inflamatória. A autofagia é um processo que elimina organelas e proteínas danificadas do citoplasma, com potente mecanismo anti-inflamatório responsável pela manutenção da homeostase celular. A autofagia pode controlar a inflamação por meio da inibição da ativação do inflamassoma, complexo essencial para a liberação de citocinas pró-inflamatórias. Assim, alterações nesses processos podem relacionar-se com disfunções celulares e doenças sistêmicas. Objetivos: Este projeto teve como objetivo avaliar se a exposição de explantes placentários a diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio (H2O2) é capaz de induzir autofagia e levar a ativação do inflamassoma NLRP3. Métodos: Explantes placentários de gestantes normais obtidos após o parto foram cultivados em diferentes concentrações de H2O2 por 4 e 24 h após a avaliação da viabilidade dos mesmos nesses períodos. As enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase foram avaliadas nos sobrenadantes das culturas após 4 h. As expressões gênicas de marcadores de autofagia (LC3-II, beclin-1 e p62), do inflamassoma (NLRP3 e caspase-1) e das citocinas IL-1β, IL-10 e TNF-α foram avaliadas por RT-qPCR. Os níveis de gonadotrofina coriônica (hCG), proteína de choque térmico 70 (Hsp70) e citocinas IL-1β, IL-10 e TNF-α foram determinados por ensaio imunoenzimático (ELISA) após 24 h de cultura. Resultados: Os níveis de LDH foram crescentes conforme o tempo de cultura, sendo que as culturas de 24 h apresentaram-se com viabilidade celular adequada para o estudo. Os níveis proteicos de catalase e Hsp70, bem como a expressão gênica de LC3-II, beclin-1 e p62 apresentaram níveis crescentes e relacionados às maiores concentrações de H2O2. As concentrações proteicas de SOD, hCG e TNF-α foram maiores nas culturas com 100 µM de H2O2. A expressão gênica de TNF-α, IL-1β, NLRP3 e caspase-1 foram elevadas em 1000 µM de H2O2. Além disso, a expressão proteica de IL-1β também foi maior nessa concentração. As concentrações gênicas e proteicas de IL-10 decresceram de acordo com o aumento da concentração de H2O2. Conclusões: Os resultados obtidos demonstraram que o H2O2 é capaz de induzir o estado de estresse oxidativo placentário, induzir autofagia, ativar o inflamassoma e assim aumentar a produção de citocinas inflamatórias.

Introduction: Pregnancy is a physiological condition characterized by increased susceptibility to oxidative stress, which can lead to cell damage and inflammatory response. Autophagy is a process that removes damaged organelles and proteins from the cytoplasm. It works as potent anti-inflammatory mechanism, responsible for maintaining cellular homeostasis. Autophagy can control inflammatory responses by regulating the activation of inflammasome, an essential complex for pro-inflammatory cytokine release. Objectives: The aim of this study was to evaluate whether placental explants exposure to hydrogen peroxide (H2O2) is able to induce autophagy and inflammasome activation. Methods: Placental explants achieved from normal pregnant women after delivery were cultured in different concentrations of H2O2 for 4 and 24 h after viability evaluation for these periods. Superoxide dismutase (SOD) and catalase were evaluated in culture supernatants after 4 h. Gene expressions of autophagy markers (LC3-II, beclin-1 and p62), inflammasome (NLRP3 and caspase-1) and IL-1β, IL-10 and TNF-α were assessed by RT-qPCR. Levels of chorionic gonadotrophin (hCG), heat shock protein (Hsp70) and IL-1β, IL-10 and TNF-α were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) after 24 h of culture. Results: LDH levels were increased according to culture time, and the 24 h cultures presented adequate cell viability for the study. The protein levels of catalase and Hsp70, as well as the gene expression of LC3-II, beclin-1 and p62 presented increasing levels and related to the higher concentrations of H2O2. Protein concentrations of SOD, hCG and TNF-α were higher in cultures with 100 μM of H2O2. Gene expression of TNF-α, IL-1β, NLRP3 and caspase-1 were raised in 1000 μM of H2O2. In addition, IL-1β protein expression was also higher at this concentration. Gene and protein concentrations of IL-10 decreased as the H2O2 concentration increased. Conclusions: Our results demonstrate that H2O2 is able to induce a state of placental oxidative stress, induce autophagy, activate the inflammasome and then increase the production of inflammatory cytokines.