Avaliação do padrão de produção de mediadores inflamatórios após modulação da via PI3K/GSK3/mTOR em células mononucleares do sangue periférico de pacientes com esquizofrenia estáveis clinicamente
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Breno Fiuz Cruz
Resumo
Introdução: A esquizofrenia é um transtorno mental grave e crônico que afeta cerca
de 1% da população e possui importante impacto nos campos da percepção, afeto e
pensamento. Vem sendo crescente na literatura a observação de uma importante
alteração da resposta imune da esquizofrenia enquanto possível fator
etiofisiopatológico da doença. Dentre os diversos mecanismos e vias de sinalizações
celulares responsáveis pela produção de mediadores inflamatórios está a via
fosfatidilinositol 3-quinase (PI3K) / proteína quinase B (AKT) / alvo mecanístico da
rapamicina (mechanistic Target Of Rapamycin - mTOR) / glicogênio sintase quinase
(GSK3). Esta via celular ocorre em diferentes subtipos celulares, incluindo células
mononucleares do sistema periférico (CMSP) e exerce diversas funções cruciais ao
normal crescimento, desenvolvimento e funcionamento cerebral, funções estas
sabidamente comprometidas na esquizofrenia. Objetivo: Testar a hipótese de que
existe uma desregulação da via de sinalização PI3K/AKT/GSK3/mTOR em CMSP de
pacientes com esquizofrenia estáveis clinicamente, o que poderia estar relacionado
a um possível padrão diferencial de produção dos mediadores inflamatórios IL-10,
MCP-1, IL-1β, IL-17A, TNF-α e IL-6. Métodos: Neste estudo transversal, 11
pacientes do Instituto Raul Soares com o diagnóstico de esquizofrenia (F20.0 - CID-
10), estáveis clinicamente e 11 controles saudáveis recrutados da comunidade que
preencheram todos os critérios de elegibilidade foram pareados 1:1 de acordo com
sexo, idade e escolaridade. Quantificou-se através dos métodos ELISA e CBA os
níveis de citocinas no plasma e em sobrenadantes de CMSP incubadas
com inibidores das enzimas PI3K, GSK3 e mTOR e tratadas ou não com o estímulo
inflamatório PHA. Resultados: Em uma mesma concentração aproximada de 1x107
CMSP/mL, células de pacientes com esquizofrenia produzem menor quantidade
significativa de IL-10 basal em comparação a controles (p=0.014). Nenhuma
diferença significativa foi encontrada entre os níveis basais da citocinas MCP-1, IL-
1β, IL-17A, TNF-α, e IL-6 produzidas por CMSP de controles em comparação às
produzidas por pacientes com esquizofrenia na mesma condição experimental.
Também observamos que o inibidor não seletivo de PI3K (LY294002 1 ou 10 μM), o
inibidor seletivo PI3Kγ (AS605240 0,1 ou 1 μM), o inibidor de GSK3β (CHIR99021 1
ou 3 μM) e o inibidor de mTOR (rapamicina 0,5 ou 2,5 nM) não alteraram os níveis
das citocinas IL-10, IL-β, IL-17A, TNF-α e IL-6 produzidas por CMSP de controles e
de pacientes com esquizofrenia, tratadas ou não com o estímulo inflamatório PHA.
Adicionalmente, o inibidor de GSK3β (CHIR99021, 1 ou 3 μM) não alterou os níveis
de MCP-1 produzida por CMSP de controles e de pacientes com esquizofrenia,
tratadas ou não com PHA. Por outro lado, o inibidor não seletivo de PI3K (LY294002
1 ou 10 μM) e o inibidor de mTOR (rapamicina 0,5 ou 2,5 nM) foram capazes de
diminuir os níveis de MCP-1 produzida por CMSP obtidas de controles e de
pacientes com esquizofrenia, tratadas ou não com PHA. Em relação aos níveis
plasmáticos, não encontramos diferenças significativas na concentração das
citocinas IL-6, IL-10, TNF-α, MCP-1, IL-1β e IL-17A presentes no plasma de
pacientes com esquizofrenia em comparação aos controles saudáveis. Conclusão:
Relacionamos os resultados similares entre pacientes estáveis clinicamente e
controles à possível modulação da via celular estudada por medicamentos
neuropsiquiátricos. No entanto, os menores níveis basais de IL-10 observados nos
pacientes nos trazem insights e aponta futuras possibilidades de modulação
molecular da doença.
Abstract
Introduction: Schizophrenia is a severe and chronic mental disorder that affects
about 1% of the population with significant impact in perception, affection and
thought. Recently the literature has been increasing the observation of an important
alteration of the immune response of schizophrenia as a possible
etiophysiopathological factor. Among several mechanisms and signaling pathways
related in the production of inflammatory mediators, the phosphatidylinositol 3-kinase
(PI3K) / protein kinase B (AKT) / mechanistic target of Rapamycin (mTOR) / glycogen
synthase kinase (GSK3) pathway is of particular importance. This cellular pathway
occurs in different cell subtypes, including peripheral system mononuclear cells
(PBMCs) and is related to several crucial functions to brain growth, development and
functioning, which are factors compromised in schizophrenia. Objective: To test the
hypothesis that there is a deregulation of the PI3K/AKT/GSK3/mTOR signaling
pathway in PBMC from clinically stable patients with schizophrenia, which could be
related to a possible differential pattern of release of the inflammatory mediators IL-
10, MCP-1, IL-1β, IL-17A, TNF-α and IL-6. Methods: In a cross-sectional study, 11
patients of the Instituto Raul Soares with a diagnosis of schizophrenia (F20.0),
clinically stable, and 11 healthy controls from the community, matched 1: 1 according
to sex, age and schooling, were recruited for the study. Cytokine levels of plasma
and PBMC supernatants, which were incubated with inhibitors of the PI3K, GSK3
and mTOR enzymes, treated or not with the inflammatory stimulus PHA, were
quantified by ELISA and CBA. Results: Similar concentration of PBMC (1x107
cells/mL), cells from patients with schizophrenia produce a lower significant amount of
baseline IL-10 as compared to controls (p = 0.014). No significant difference was
found between baseline levels of the cytokines MCP-1, IL-1β, IL-17A, TNF-α, and IL-
6 produced by PBMC from controls compared to those produced by patients with
schizophrenia in the same experimental condition. We also observed that the nonselective
PI3K inhibitor (LY294002, 1 or 10 μM), the PI3Kγ selective inhibitor
(AS605240, 0.1 or 1 μM), the GSK3β inhibitor (CHIR99021, 1 or 3 μM) and the
mTOR inhibitor (rapamycin, 0,5 or 2.5 nM) did not alter IL-10, IL-β, IL-17A, IL-17A,
TNF-α and IL-6 levels produced by PBMC from controls and from patients with
schizophrenia treated or not with PHA. In addition, the GSK3β inhibitor (CHIR99021,
1 or 3 μM) did not alter the levels of MCP-1 produced by PBMC from controls and
from patients with schizophrenia, treated or not with PHA. On the other hand, the
non-selective inhibitor of PI3K (LY294002, 1 or 10 μM) and the mTOR inhibitor
(rapamycin, 0.5 or 2.5 nM) were able to decrease the levels of MCP-1 produced by
PBMC obtained from controls and of patients with schizophrenia, treated or not with
PHA. Regarding plasma levels, we did not find significant differences in the
concentration of IL-6, IL-10, TNF-α, MCP-1, IL-1β and IL-17A in patients with
schizophrenia compared to healthy controls. Conclusion: The similar results
between stable patients and controls could be due to the possible stabilization of the
PI3K/AKT/GSK3/mTOR by the use of neuropsychiatric drugs. However, the reduced
basal IL-10 levels observed in patients indicate new possibilities and insights about
the future molecular modulation of this disease.
Assunto
Neurociências, Esquizofrenia, Medidores da inflamação, Fosfatidilinositol 3-quinase, Proteína quinase, Quisanase 3 da glicogênio, Alvo mecanístico do complexo 1 rapamicina
Palavras-chave
esquizofrenia, PI3K, AKT, GSK3, mTOR, CMSP, mediadores inflamatórios