¿Deterioro de la función mitocondrial como desencadenante de la regulación al alza de la ISG?

La enfermedad autoinmune dermatomiositis es una de las colagenosis y se caracteriza por síntomas musculares y florescencias cutáneas características. Hay indicios de que la enfermedad se controla con interferón de tipo I. En un estudio presentado en la Reunión Anual de la ADF de este año, un equipo de investigación utilizó métodos multiómicos para analizar las vías moleculares y descubrir firmas patogénicas.

Si se produce demasiado interferón, el sistema inmunitario sobreactivado ataca a las células sanas. [1,8]Las interferonopatías de tipo I son un subtipo de trastornos autoinflamatorios caracterizados por una alteración del metabolismo de los ácidos nucleicos y una alteración del reconocimiento de los ácidos nucleicos propios y extraños . La activación de los sensores del sistema inmunitario innato por sus propios ácidos nucleicos es un desencadenante relevante de la inflamación impulsada por el IFN de tipo I y de la autoinmunidad cutánea [2]. Estudios anteriores han demostrado, por ejemplo, que el lupus eritematoso -también una enfermedad inflamatoria autoinmune del tejido conjuntivo- puede ser inducido por defectos en el metabolismo intracelular de los ácidos nucleicos [3]. El aumento de la expresión de genes estimulados por interferón (ISG) en la sangre periférica también se conoce como firma ISG [4].

Ensayo Seahorse para analizar la función mitocondrial

En el estudio de Steininger et al. La RT-PCR y la secuenciación del ARN revelaron que los fibroblastos aislados de biopsias cutáneas de pacientes con DM tienen una firma ISG aumentada en cultivo [1]. El Análisis de Enriquecimiento de Conjuntos de Genes** también mostró una regulación a la baja significativa de las vías metabólicas implicadas en la fosforilación oxidativa. En particular, se redujo la expresión génica de los componentes mitocondriales de los complejos I y IV. Esto llevó a los investigadores a plantear la hipótesis de que el deterioro de la función mitocondrial podría ser un factor desencadenante relevante de la regulación al alza de la ISG en la DM. Para investigar una posible relación entre la disfunción mitocondrial y la inflamación, compararon la función mitocondrial entre fibroblastos de pacientes con DM y controles sanos utilizando el ^{ensayo Seahorse£}. Descubrieron que tanto la tasa de consumo basal de oxígeno como la producción de ATP en las células de los pacientes se habían reducido significativamente. [1,5]Esto era coherente con los fibroblastos etiquetados con MitoTracker Green o MitoSOX mediante citometría de flujo (clasificación celular activada por fluorescencia, FACS), que mostraron un aumento significativo de las especies reactivas del oxígeno en los fibroblastos DM en comparación con los controles sanos como signo de estrés mitocondrial .

** El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) evalúa si un conjunto predefinido de genes presenta diferencias fenotípicas estadísticamente significativas [6].
^£ El “Ensayo Seahorse” permite medir de forma no invasiva la respiración mitocondrial y la glucólisis, lo que permite extraer conclusiones sobre las vías metabólicas favorecidas de las líneas celulares, las interacciones proteína-proteína o los efectos de los inhibidores metabólicos [7].

Abundancia de ADNmt en el citosol de los fibroblastos DM

Para comprobar si el ADN mitocondrial endógeno (ADNmt) podría ser un factor desencadenante de la inducción de ISG en la DM, los investigadores analizaron el contenido de ADNmt en el citosol de fibroblastos de pacientes y controles [1]. Curiosamente, la RT-PCR de varios genes mitocondriales reveló una abundancia significativamente mayor de ADNmt en las fracciones citosólicas de los fibroblastos DM en comparación con los controles sanos. Para demostrar que la mayor presencia de ADNmt citosólico puede ser la causa de la inflamación en la DM, los investigadores realizaron una depleción de ADNmt con 2′,3′-dideoxicitidina (ddC) durante 9 días. El resultado fue una regulación a la baja significativa de las ISG en los fibroblastos DM, al tiempo que se mantenía la respuesta normal de las ISG a la G3-YSD (ADN) o a la pily I:C (ARN) utilizadas como mimetismo viral. Estos datos indican que el ADNmt es un factor desencadenante de la regulación al alza de la ISG en los fibroblastos DM.

Normalización de la firma IFN en la restricción STING

La regulación a la baja mediada por ARNsi del estimulador de los genes del interferón (STING) redujo significativamente la expresión de ISG en los fibroblastos de los pacientes. Dado el papel esencial de STING en la vía de reconocimiento del ADN citosólico, estos datos establecen un vínculo entre el daño mitocondrial y la liberación de ADNmt y la inducción de ISG propia de la célula en los fibroblastos DM. Esta activación crónica de la vía de señalización del IFN de tipo I puede aumentar y mantener la autoinmunidad. La normalización de la firma IFN cuando se restringe el STING sugiere una nueva estrategia de intervención terapéutica para la DM en los casos que no responden al tratamiento convencional, concluyen los autores del estudio [1].

Congreso: ADF Annual Meeting

Literatura:

1. Steininger J, et al.: Impact of mitochondrial stress in the pathogenesis of dermatomyositis, P161. 50^th Annual Meeting of the Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung (ADF). Exp Dermatol 2024 Mar; 33(3): e14994.
2. «Schlüssel zur fälschlichen Aktivierung des Immunsystems», www.medfak.uni-bonn.de/de/fakultaet/nachrichten/schluessel-zur-faelschlichen-aktivierung-des-immunsystems, (última consulta 03.06.2024)
3. Günther C: Forschung in der Praxis: Störung des intrazellulären Nukleinsäuremetabolismus fördert die Entwicklung des Lupus erythematodes. JDDG 2021; 19(2): 209–214.
4. Junt T, Barchet W: Translating nucleic acid-sensing pathways into therapies. Nat Rev Immunol 2015; 15(9): 529–544.
5. Neikirk K, et al.: MitoTracker: A useful tool in need of better alternatives. Eur J Cell Biol 2023 Dec; 102(4): 151371.
6. Subramanian AP, et al.: Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles. Proc Natl Acad Sci USA 2005; 102(43): 15545–15550.
7. «Good Method to Study Mitochondrial Respiration», www.labcompare.com/2687-Product-Reviews/
   610561-Good-method-to-study-mitochondrial-respiration, (última consulta 03.06.2024) .
8. Hauck F: DOI: https://doi.org/10.47184/ti.2021.03.04

DERMATOLOGIE PRAXIS 2024; 34(3): 42 (publicado el 17.6.24, antes de impresión)