A função mitocondrial deficiente é um fator que desencadeia a regulação positiva da ISG?

A doença autoimune dermatomiosite é uma das colagenoses e caracteriza-se por sintomas musculares e florescências cutâneas caraterísticas. Há indicações de que a doença é controlada pelo interferão de tipo I. Num estudo apresentado na Reunião Anual da ADF deste ano, uma equipa de investigação utilizou métodos multiómicos para analisar as vias moleculares e descobrir assinaturas patogénicas.

Se for produzido demasiado interferão, o sistema imunitário sobreactivado ataca as células saudáveis. [1,8]As interferonopatias de tipo I são um subtipo de doenças auto-inflamatórias caracterizadas por uma perturbação do metabolismo dos ácidos nucleicos e por uma perturbação do reconhecimento de ácidos nucleicos próprios e estranhos. A ativação de sensores do sistema imunitário inato pelos seus próprios ácidos nucleicos é um fator relevante para a inflamação induzida por IFN tipo I e a autoimunidade cutânea [2]. Estudos anteriores mostraram, por exemplo, que o lúpus eritematoso – também uma doença inflamatória autoimune do tecido conjuntivo – pode ser induzido por defeitos no metabolismo intracelular dos ácidos nucleicos [3]. A expressão aumentada de genes estimulados por interferão (ISGs) no sangue periférico é também referida como uma assinatura ISG [4].

Ensaio Seahorse para análise da função mitocondrial

No estudo de Steininger et al. A RT-PCR e a sequenciação de ARN revelaram que os fibroblastos isolados de biópsias de pele de doentes com DM tinham uma assinatura ISG aumentada em cultura [1]. A análise de enriquecimento do conjunto de genes** também mostrou uma regulação negativa significativa das vias metabólicas envolvidas na fosforilação oxidativa. Em particular, a expressão dos genes dos componentes mitocondriais dos complexos I e IV foi reduzida. Isto levou os investigadores a colocar a hipótese de que uma função mitocondrial deficiente poderia ser um fator desencadeante relevante para a regulação positiva da ISG na DM. Para investigar uma possível ligação entre a disfunção mitocondrial e a inflamação, compararam a função mitocondrial entre fibroblastos de doentes com DM e controlos saudáveis utilizando o Seahorse^Assay£. Verificaram que tanto a taxa de consumo de oxigénio basal como a produção de ATP nas células dos doentes estavam significativamente reduzidas. [1,5]Isto foi consistente com os fibroblastos marcados com MitoTracker Green ou MitoSOX por citometria de fluxo (triagem de células activadas por fluorescência, FACS), que mostrou um aumento significativo das espécies reactivas de oxigénio nos fibroblastos com DM em comparação com os controlos saudáveis, como sinal de stress mitocondrial.

** A análise de enriquecimento do conjunto de genes (GSEA) avalia se um conjunto predefinido de genes apresenta diferenças fenotípicas estatisticamente significativas [6].
O “Seahorse Assay” permite a medição não invasiva da respiração mitocondrial e da glicólise, o que permite tirar conclusões sobre as vias metabólicas preferidas das linhas celulares, as interações proteína-proteína ou os efeitos dos inibidores metabólicos [7].

Abundância de mtDNA no citosol de fibroblastos de DM

Para testar se o ADN mitocondrial endógeno (ADNmt) poderia ser um fator desencadeante da indução de ISG na DM, os investigadores analisaram o conteúdo de ADNmt no citosol de fibroblastos de doentes e de controlos [1]. Curiosamente, a RT-PCR de vários genes mitocondriais revelou uma abundância significativamente maior de mtDNA em fracções citosólicas de fibroblastos com DM em comparação com controlos saudáveis. Para provar que a presença aumentada de mtDNA citosólico pode ser a causa da inflamação na DM, os investigadores realizaram a depleção de mtDNA com 2′,3′-dideoxicitidina (ddC) durante 9 dias. Isto resultou numa desregulação significativa de ISGs em fibroblastos com DM, mantendo a resposta ISG normal a G3-YSD (ADN) ou pily I:C (ARN) utilizada como mímica viral. Estes dados indicam que o mtDNA é um fator que desencadeia a regulação positiva da ISG nos fibroblastos com DM.

Normalização da assinatura IFN na restrição STING

A desregulação mediada por si-RNA do estimulador de genes de interferão (STING) reduziu significativamente a expressão de ISG nos fibroblastos dos doentes. Dado o papel essencial de STING na via de reconhecimento do ADN citosólico, estes dados estabelecem uma ligação entre os danos mitocondriais e a libertação de ADNmt e a indução de ISG da própria célula em fibroblastos com DM. Esta ativação crónica da via de sinalização do IFN tipo I pode aumentar e manter a autoimunidade. A normalização da assinatura IFN quando o STING é restringido sugere uma nova estratégia de intervenção terapêutica para a DM nos casos que não respondem ao tratamento convencional, concluem os autores do estudo [1].

Congresso: 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, (último acesso em 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, (último acesso em 03.06.2024) .
8. Hauck F: DOI: https://doi.org/10.47184/ti.2021.03.04

DERMATOLOGIE PRAXIS 2024; 34(3): 42 (publicado em 17.6.24, ahead of print)