Glucocorticoid-induced leucine zipper alleviates lung inflammation and enhances bacterial clearance during pneumococcal pneumonia

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Resumo

Pneumonia is a leading cause of morbidity and mortality. While inflammation is a host protective response that ensures bacterial clearance, a finely regulated response is necessary to prevent bystander tissue damage. Glucocorticoid (GC)-induced leucine zipper (GILZ) is a GC-induced protein with anti-inflammatory and proresolving bioactions, yet the therapeutical role of GILZ in infectious diseases remains unexplored. Herein, we investigate the role and effects of GILZ during acute lung injury (ALI) induced by LPS and Streptococcus pneumoniae infection. GILZ deficient mice (GILZ−/−) presented more severe ALI, characterized by increased inflammation, decreased macrophage efferocytosis and pronounced lung damage. In contrast, pulmonary inflammation, and damage were attenuated in WT mice treated with TAT-GILZ fusion protein. During pneumococcal pneumonia, TAT-GILZ reduced neutrophilic inflammation and prevented the associated lung damage. There was also enhanced macrophage efferocytosis and bacterial clearance in TAT-GILZ-treated mice. Mechanistically, TAT-GILZ enhanced macrophage phagocytosis of pneumococcus, which was lower in GILZ−/− macrophages. Noteworthy, early treatment with TAT-GILZ rescued 30% of S. pneumoniae-infected mice from lethal pneumonia. Altogether, we present evidence that TAT-GILZ enhances host resilience and resistance to pneumococcal pneumonia by controlling pulmonary inflammation and bacterial loads leading to decreased lethality. Exploiting GILZ pathways holds promise for the treatment of severe respiratory infections.

Abstract

A pneumonia é uma das principais causas de morbidade e mortalidade. Embora a inflamação seja uma resposta protetora do hospedeiro que garante a eliminação bacteriana, uma resposta finamente regulada é necessária para prevenir danos aos tecidos adjacentes. O zíper de leucina induzido por glicocorticoide (GC) (GILZ) é uma proteína induzida por GC com bioações anti-inflamatórias e pró-resolução, mas o papel terapêutico do GILZ em doenças infecciosas permanece inexplorado. Aqui, investigamos o papel e os efeitos do GILZ durante a lesão pulmonar aguda (LPA) induzida por LPS e infecção por Streptococcus pneumoniae. Camundongos deficientes em GILZ (GILZ−/−) apresentaram LPA mais grave, caracterizada por aumento da inflamação, diminuição da eferocitose de macrófagos e dano pulmonar pronunciado. Em contraste, a inflamação e o dano pulmonar foram atenuados em camundongos WT tratados com a proteína de fusão TAT-GILZ. Durante a pneumonia pneumocócica, o TAT-GILZ reduziu a inflamação neutrofílica e preveniu o dano pulmonar associado. Houve também aumento da eferocitose de macrófagos e da depuração bacteriana em camundongos tratados com TAT-GILZ. Mecanicamente, o TAT-GILZ aumentou a fagocitose de pneumococos por macrófagos, que foi menor em macrófagos GILZ−/−. Vale ressaltar que o tratamento precoce com TAT-GILZ salvou 30% dos camundongos infectados com S. pneumoniae da pneumonia letal. Em conjunto, apresentamos evidências de que o TAT-GILZ aumenta a resiliência e a resistência do hospedeiro à pneumonia pneumocócica, controlando a inflamação pulmonar e as cargas bacterianas, levando à diminuição da letalidade. A exploração das vias GILZ é promissora para o tratamento de infecções respiratórias graves.

Assunto

Pneumonia pneumocócica, Streptococcus pneumoniae, Lesão pulmonar aguda, Inflamação, Mediadores lipídicos pró-resolução especializados

Palavras-chave

Inflammation resolution, Proresolving mediators, Streptococcus pneumoniae, Acute lung injury

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https://www.mdpi.com/2073-4409/11/3

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