The DNA Sensor AIM2 Protects against Streptozotocin-Induced Type 1 Diabetes by Regulating Intestinal Homeostasis via the IL-18 Pathway

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O sensor de DNA AIM2 protege contra o diabetes tipo 1 induzido por estreptozotocina, regulando a homeostase intestinal através da via IL-18

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Receptores de reconhecimento de padrões (PRRs), como Nod2, Nlrp3, Tlr2, Trl4 e Tlr9, estão diretamente envolvidos na suscetibilidade ao diabetes tipo 1 (DM1). No entanto, o papel do sensor de DNA citosólico, AIM2, na patogênese do DM1 ainda é desconhecido. Aqui, demonstramos que camundongos C57BL/6 deficientes em AIM2 (AIM2 −/− ) são propensos a desenvolver DM1 induzido por estreptozotocina (STZ), em comparação com camundongos C57BL/6 selvagens (WT). O fenótipo dos camundongos AIM2 −/− está associado a uma maior resposta pró-inflamatória nos tecidos pancreáticos, alterações na microbiota intestinal e translocação bacteriana para os linfonodos pancreáticos (LNP). Essas alterações estão relacionadas a um aumento da permeabilidade intestinal mediado pela ruptura das junções estreitas. Notavelmente, camundongos AIM2 −/− tratados com antibióticos de amplo espectro (ABX) são protegidos contra o diabetes tipo 1 induzido por estreptozotocina (STZ) e apresentam uma resposta pró-inflamatória pancreática reduzida. Mecanisticamente, o inflamassoma AIM2 é ativado in vivo, levando à liberação de IL-18 no íleo 15 dias após a injeção de STZ. A IL-18 favorece a produção de RegIIIγ, mitigando, assim, as alterações da microbiota intestinal e reforçando a função da barreira intestinal. Em conjunto, nossos achados demonstram um papel regulatório do AIM2, mediado pela IL-18, na modulação da microbiota intestinal e na redução da translocação bacteriana e da resposta pró-inflamatória contra as células β produtoras de insulina, o que, em última análise, resulta em proteção contra o desenvolvimento de diabetes tipo 1 em um modelo de diabetes induzido por STZ.

Abstract

Pattern recognition receptors (PRRs), such as Nod2, Nlrp3, Tlr2, Trl4, and Tlr9, are directly involved in type 1 diabetes (T1D) susceptibility. However, the role of the cytosolic DNA sensor, AIM2, in T1D pathogenesis is still unknown. Here, we demonstrate that C57BL/6 mice lacking AIM2 (AIM2−/−) are prone to streptozotocin (STZ)-induced T1D, compared to WT C57BL/6 mice. The AIM2−/− mice phenotype is associated with a greater proinflammatory response in pancreatic tissues, alterations in gut microbiota and bacterial translocation to pancreatic lymph nodes (PLNs). These alterations are related to an increased intestinal permeability mediated by tight-junction disruption. Notably, AIM2−/− mice treated with broad-spectrum antibiotics (ABX) are protected from STZ-induced T1D and display a lower pancreatic proinflammatory response. Mechanistically, the AIM2 inflammasome is activated in vivo, leading to an IL-18 release in the ileum at 15 days after an STZ injection. IL-18 favors RegIIIγ production, thus mitigating gut microbiota alterations and reinforcing the intestinal barrier function. Together, our findings show a regulatory role of AIM2, mediated by IL-18, in shaping gut microbiota and reducing bacterial translocation and proinflammatory response against insulin-producing β cells, which ultimately results in protection against T1D onset in an STZ-induced diabetes model.

Assunto

Imunidade Inata, Diabetes Mellitus Tipo 1

Palavras-chave

Innate immunity, AIM2 receptor, Type 1 diabetes

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https://www.mdpi.com/2073-4409/9/4/959#Funding

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