Envolvimento do complexo inflamassoma NLRP3 na disfunção cardíaca associada à níveis suprafisiológicos de testosterona
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-26092024-134715/ |
Resumo: | O aumento da concentração sérica de testosterona (Testo) está associado tanto a fatores de risco cardiovascular, incluindo obesidade abdominal e aumento da pressão arterial, como a doenças cardiovasculares (DCVs). A testosterona modula o tônus vascular e o desempenho cardíaco, alterando processos de oxirredução (redox), como geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), e eventos inflamatórios, como produção de citocinas. O inflamassoma NLRP3 é componente do sistema imunológico inato e importante regulador da inflamação crônica. Sua ativação, mediada, por exemplo, por ERO mitocondrial (EROm), estimula a produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e IL-18 e contribui para hipertrofia cardíaca e lesão renal em modelos de hipertensão arterial. Considerando que a Testo estimula a produção de EROm, o presente estudo testou a hipótese que níveis suprafisiológicos de Testo ativam o complexo inflamassoma NLRP3 em células do sistema imunológico, resultando na produção, liberação e ação autócrina e parácrina de citocinas pró-inflamatórias e, consequentemente, em disfunção cardíaca. Para testar nossa hipótese, utilizamos camundongos C57BL/6J selvagens (wild type WT) e com deleção gênica (knockout, KO) para as proteínas NLRP3 (NLRP3-/-), ASC (ASC-/-) e caspase-1 (Casp1-/-). Os camundongos foram tratados com propionato de testosterona [Testo-P (10 mg.kg-1)] ou veículo durante 30 dias e ensaios foram realizados para avaliar a função e estrutura cardíacas e a ativação do inflamassoma NLRP3. Macrófagos derivados da medula óssea (BMDMs) foram isolados e estimulados com Testo [10-7 M], por 4, 6, 12 e 24 horas (h). Ensaios celulares e moleculares para determinar ativação de inflamassoma NLRP3 e a geração de ERO foram realizados. O tratamento de camundongos WT com Testo-P promoveu disfunção cardíaca, caracterizada por redução da fração de ejeção, fração de encurtamento, débito cardíaco e volume sistólico na análise por ecocardiografia. Testo-P também aumentou a espessura do septo interventricular, a parede posterior do ventrículo esquerdo e diminuiu o diâmetro interno do ventrículo esquerdo. Essas alterações não foram observadas em camundongos NLRP3-/-, ASC-/- ou Casp1-/-. Camundongos WT, mas não camundongos NLRP3-/-, tratados com Testo-P apresentaram aumento da expressão cardíaca do receptor NLRP3, da forma ativa de caspase-1 e dos níveis de IL-1β. Além disso, houve aumento da geração de EROm e do infiltrado de macrófagos no ventrículo esquerdo de camundongos WT, mas não em camundongos NLRP3-/-, tratados com Testo-P. Em experimentos in vitro, BMDMs estimulados com Testo apresentaram, após 12 e 24 h, aumento da expressão do receptor NLRP3, da ativação da caspase-1, dos níveis de IL-1β e da geração de EROm. Flutamida [(Flu), antagonista de receptor para andrógeno], carbonil cianida 3-clorofenil-hidrazona [(CCCP), desacoplador mitocondrial] e inibidor seletivo do inflamassoma NLRP3 (MCC950) atenuaram a ativação do inflamassoma NLPR3 induzida por Testo. Em conjunto, nossos resultados sugerem que níveis suprafisiológicos de Testo induzem disfunção cardíaca via geração de EROm e ativação do inflamassoma NLRP3. |
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Envolvimento do complexo inflamassoma NLRP3 na disfunção cardíaca associada à níveis suprafisiológicos de testosteronaInvolvement of the NLRP3 inflammasome in cardiac dysfunction associated with supraphysiological levels of testosteroneCardiac dysfunctionDisfunção cardíacaEspécies reativas de oxigênioInflamassoma NLRP3Mitochondrial reactive oxygen speciesNLRP3 inflammasomeTestosteronaTestosteroneO aumento da concentração sérica de testosterona (Testo) está associado tanto a fatores de risco cardiovascular, incluindo obesidade abdominal e aumento da pressão arterial, como a doenças cardiovasculares (DCVs). A testosterona modula o tônus vascular e o desempenho cardíaco, alterando processos de oxirredução (redox), como geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), e eventos inflamatórios, como produção de citocinas. O inflamassoma NLRP3 é componente do sistema imunológico inato e importante regulador da inflamação crônica. Sua ativação, mediada, por exemplo, por ERO mitocondrial (EROm), estimula a produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e IL-18 e contribui para hipertrofia cardíaca e lesão renal em modelos de hipertensão arterial. Considerando que a Testo estimula a produção de EROm, o presente estudo testou a hipótese que níveis suprafisiológicos de Testo ativam o complexo inflamassoma NLRP3 em células do sistema imunológico, resultando na produção, liberação e ação autócrina e parácrina de citocinas pró-inflamatórias e, consequentemente, em disfunção cardíaca. Para testar nossa hipótese, utilizamos camundongos C57BL/6J selvagens (wild type WT) e com deleção gênica (knockout, KO) para as proteínas NLRP3 (NLRP3-/-), ASC (ASC-/-) e caspase-1 (Casp1-/-). Os camundongos foram tratados com propionato de testosterona [Testo-P (10 mg.kg-1)] ou veículo durante 30 dias e ensaios foram realizados para avaliar a função e estrutura cardíacas e a ativação do inflamassoma NLRP3. Macrófagos derivados da medula óssea (BMDMs) foram isolados e estimulados com Testo [10-7 M], por 4, 6, 12 e 24 horas (h). Ensaios celulares e moleculares para determinar ativação de inflamassoma NLRP3 e a geração de ERO foram realizados. O tratamento de camundongos WT com Testo-P promoveu disfunção cardíaca, caracterizada por redução da fração de ejeção, fração de encurtamento, débito cardíaco e volume sistólico na análise por ecocardiografia. Testo-P também aumentou a espessura do septo interventricular, a parede posterior do ventrículo esquerdo e diminuiu o diâmetro interno do ventrículo esquerdo. Essas alterações não foram observadas em camundongos NLRP3-/-, ASC-/- ou Casp1-/-. Camundongos WT, mas não camundongos NLRP3-/-, tratados com Testo-P apresentaram aumento da expressão cardíaca do receptor NLRP3, da forma ativa de caspase-1 e dos níveis de IL-1β. Além disso, houve aumento da geração de EROm e do infiltrado de macrófagos no ventrículo esquerdo de camundongos WT, mas não em camundongos NLRP3-/-, tratados com Testo-P. Em experimentos in vitro, BMDMs estimulados com Testo apresentaram, após 12 e 24 h, aumento da expressão do receptor NLRP3, da ativação da caspase-1, dos níveis de IL-1β e da geração de EROm. Flutamida [(Flu), antagonista de receptor para andrógeno], carbonil cianida 3-clorofenil-hidrazona [(CCCP), desacoplador mitocondrial] e inibidor seletivo do inflamassoma NLRP3 (MCC950) atenuaram a ativação do inflamassoma NLPR3 induzida por Testo. Em conjunto, nossos resultados sugerem que níveis suprafisiológicos de Testo induzem disfunção cardíaca via geração de EROm e ativação do inflamassoma NLRP3.Increased serum testosterone (Testo) concentration is associated with cardiovascular risk factors, including abdominal obesity and increased blood pressure, and cardiovascular diseases (CVDs). Testo modulates vascular tone, cardiac performance, and redox and inflammatory processes, including the generation of reactive oxygen species (ROS) and the release of proand anti-inflammatory cytokines. The NLRP3 inflammasome is a component of the innate immune system and an important regulator of chronic inflammation. NLRP3 activation is mediated, e.g. by mitochondrial ROS (ROSm), leading to the production of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1β and IL-18, and contributes to cardiac hypertrophy and renal injury in hypertension models. Considering that Testo stimulates ROSm generation, the present study tested the hypothesis that supraphysiological levels of testo activate the NLRP3 inflammasome in immune cells, resulting in the production, release, and autocrine and paracrine actions of pro-inflammatory cytokines, and cardiac dysfunction. To test our hypothesis, we used wild type (WT) C57BL/6J mice and knockout (KO) mice for the NLRP3 (NLRP3-/-), ASC (ASC-/-), and Caspase-1 (Casp1-/-) proteins. Mice were treated with testosterone propionate [Testo-P (10 mg.kg-1)] or vehicle for 30 days, and cardiac function and structure, and NLRP3 inflammasome activation were determined. Bone marrow-derived macrophages (BMDMs) were isolated and stimulated with Testo [10-7 M] for 4, 6, 12, and 24 hours (h). Cellular and molecular assays were conducted to determine NLRP3 inflammasome activation and ROS generation. WT mice treated with Testo-P exhibited cardiac dysfunction, characterized by reduced ejection fraction, fractional shortening, cardiac output, and stroke volume, determined by echocardiography. Testo-P also increased the interventricular septum, posterior wall of the left ventricle, and decreased the internal diameter of the left ventricle. These effects were not observed in NLRP3-/-, ASC-/-, or Casp1-/- mice. WT mice, but not NLRP3-/- mice, treated with Testo-P showed increased cardiac expression of the NLRP3 receptor, active Caspase-1, and IL-1β levels. Furthermore, WT mice, but not NLRP3-/- mice, treated with Testo-P showed increased ROS generation and increased macrophage infiltration in the left ventricle. In in vitro experiments, BMDMs stimulated with Testo for 12 and 24 h showed increased NLRP3 receptor expression, caspase-1 activation, IL-1β levels, and increased mitochondrial ROS generation. Flutamide [(Flu), androgen receptor antagonist], carbonyl cyanide 3-chlorophenylhydrazone [(CCCP), mitochondrial uncoupler], and a selective inhibitor of the NLRP3 inflammasome (MCC950) attenuated Testo-induced NLRP3 inflammasome activation. Together, our results suggest that supraphysiological levels of Testo induce cardiac dysfunction via mitochondrial ROS generation and NLRP3 inflammasome activation.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPassaglia, Rita de Cassia Aleixo TostesAlves, Juliano Vilela2024-06-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-26092024-134715/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-15T19:11:02Zoai:teses.usp.br:tde-26092024-134715Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-15T19:11:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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