Importância do metabolismo glicolítico na regulação da produção de adenosina e IL-10 em macrófagos: papel do metabólito frutose-1,6-bisfosfato e da enzima PKM2 - Viacava, Paula Ramos (2021)
Evidências crescentes de que os processos metabólicos desempenham um papel no controle das funções efetoras imunes, nos fazem compreender melhor os papéis e funções das vias metabólicas nas respostas imunes, assim possibilitar o surgimento de uma oportunidade terapêutica baseada no imunometabolismo. De forma interessante, a frutose 1,6-bifosfato (FBP) é um intermediário endógeno da via glicolítica que tem efeitos anti-inflamatórios quando administrado em modelo de isquemia ou artrite. Embora o mecanismo não seja totalmente claro, esse efeito protetor já foi descrito por aumentar os níveis de adenosina (ADO) como resultado de uma produção elevada de ATP proveniente da glicólise. Além disso, o aumento da glicólise é um mecanismo chave nas células ativadas por LPS, pode ocorrer pela indução da isoenzima piruvato quinase M2 (PKM2), regulando o fluxo glicolítico. Entretanto, não foi demonstrado como o PKM2 participa dessa reprogramação metabólica e modula a resposta inflamatória de macrófagos. Nossa hipótese é que a reprogramação metabólica por FBP ou ativação alostérica da PKM2 pode modular a resposta inflamatória de macrófagos. Demonstramos em várias condições experimentais que a FBP induziu uma resposta anti-inflamatória mediada por IL-10, através do aumento do metabolismo glicolítico em macrófagos. Confirmamos por metaboloma e outros ensaios que o tratamento com FBP aumenta o metabolismo celular, aumentando a produção e liberação de ATP que será transformado em adenosina pela via de CD39/CD73. Usando macrófagos deficientes para o receptor de adenosina (A2A KO), confirmamos que a produção de IL-10 induzida por FBP ocorre via sinalização de adenosina/A2A. Além disso, o efeito antiinflamatório gerado pela FBP foi confirmado em modelos experimentais de peritonite e colite. No entanto, ao conhecer os efeitos da FBP e sabendo que ela é o ativador alostérico natural da PKM2, avaliamos se o aumento da produção de IL-10 pela FBP ocorre de forma dependente de PKM2. Porém, demonstramos que os efeitos da FBP não eram dependentes da presença de PKM2. Mesmo assim, avaliamos se a ativação alostérica de PKM2 por TEPP-46 geraria uma resposta anti-inflamatória. Observamos em BMDM que o tratamento com TEPP-46 também foi capaz de aumentar a produção de IL-10, e essa resposta foi gerada por aumentar o metabolismo celular, elevando a produção de ATP glicolítico e assim, os níveis de adenosina pela ação de CD39/CD73 na via adenosinérgica. Em modelo experimental de peritonite, observamos que o tratamento com o TEPP-46 reduz parâmetros inflamatório dependentes da sinalização de adenosina pelo A2A. Juntos, esses dados demostraram que a via glicolítica é essencial para o efeito anti-inflamatório da FBP e do TEPP-46, levando ao surgimento de novas estratégias terapêuticas baseadas na modulação do imunometabolismo.