Published December 2, 2021
| Version v1
Publication
Open
Benznidazole Anti-Inflammatory Effects in Murine Cardiomyocytes and Macrophages Are Mediated by Class I PI3Kδ
Creators
- 1. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. University of Buenos Aires
Description
Benznidazole (Bzl), the drug of choice in many countries for the treatment of Chagas disease, leads to parasite clearance in the early stages of infection and contributes to immunomodulation. In addition to its parasiticidal effect, Bzl inhibits the NF-κB pathway. In this regard, we have previously described that this occurs through IL-10/STAT3/SOCS3 pathway. PI3K pathway is involved in the regulation of the immune system by inhibiting NF-κB pathway through STAT3. In this work, the participation of PI3K in the immunomodulatory effects of Bzl in cardiac and immune cells, the main targets of Chagas disease, was further studied. For that, we use a murine primary cardiomyocyte culture and a monocyte/macrophage cell line (RAW 264.7), stimulated with LPS in presence of LY294002, an inhibitor of PI3K. Under these conditions, Bzl could neither increase SOCS3 expression nor inhibit the NOS2 mRNA expression and the release of NOx, both in cardiomyocytes and macrophages. Macrophages are crucial in the development of Chronic Chagas Cardiomyopathy. Thus, to deepen our understanding of how Bzl acts, the expression profile of M1-M2 macrophage markers was evaluated. Bzl inhibited the release of NOx (M1 marker) and increased the expression of Arginase I (M2 marker) and a negative correlation was found between them. Besides, LPS increased the expression of pro-inflammatory cytokines. Bzl treatment not only inhibited this effect but also increased the expression of typical M2-macrophage markers like Mannose Receptor, TGF-β, and VEGF-A. Moreover, Bzl increased the expression of PPAR-γ and PPAR-α, known as key regulators of macrophage polarization. PI3K directly regulates M1-to-M2 macrophage polarization. Since p110δ, catalytic subunit of PI3Kδ, is highly expressed in immune cells, experiments were carried out in presence of CAL-101, a specific inhibitor of this subunit. Under this condition, Bzl could neither increase SOCS3 expression nor inhibit NF-κB pathway. Moreover, Bzl not only failed to inhibit the expression of pro-inflammatory cytokines (M1 markers) but also could not increase M2 markers. Taken together these results demonstrate, for the first time, that the anti-inflammatory effect of Bzl depends on PI3K activity in a cell line of murine macrophages and in primary culture of neonatal cardiomyocytes. Furthermore, Bzl-mediated increase expression of M2-macrophage markers involves the participation of the p110δ catalytic subunit of PI3Kδ.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
البنزنيدازول (Bzl)، الدواء المفضل في العديد من البلدان لعلاج مرض شاغاس، يؤدي إلى إزالة الطفيليات في المراحل المبكرة من العدوى ويسهم في التعديل المناعي. بالإضافة إلى تأثيره المبيد للطفيليات، يمنع Bzl مسار NF - κB. في هذا الصدد، وصفنا سابقًا أن هذا يحدث من خلال مسار IL -10/STAT3/SOCS3. يشارك مسار PI3K في تنظيم الجهاز المناعي عن طريق تثبيط مسار NF - κB من خلال STAT3. في هذا العمل، تمت دراسة مشاركة PI3K في تأثيرات التعديل المناعي لـ Bzl في الخلايا القلبية والمناعية، وهي الأهداف الرئيسية لمرض شاغاس. لذلك، نستخدم مزرعة خلايا عضلة القلب الأولية الفأرية وسلالة خلايا أحادية الخلية/البلاعم (RAW 264.7)، محفزًا بـ LPS في وجود LY294002، وهو مثبط لـ PI3K. في ظل هذه الظروف، لا يمكن لـ Bzl زيادة تعبير SOCS3 ولا تثبيط تعبير الحمض النووي الريبوزي المرسال NOS2 وإطلاق أكاسيد النيتروجين، في كل من الخلايا العضلية القلبية والبلاعم. البلعوم الضخم أمر بالغ الأهمية في تطور اعتلال عضلة القلب المزمن. وبالتالي، لتعميق فهمنا لكيفية عمل Bzl، تم تقييم ملف تعريف التعبير لعلامات البلاعم M1 - M2. قام Bzl بتثبيط إطلاق أكاسيد النيتروجين (علامة M1) وزاد من تعبير الأرجيناز I (علامة M2) وتم العثور على علاقة سلبية بينهما. إلى جانب ذلك، زاد LPS من التعبير عن السيتوكينات المؤيدة للالتهابات. لم يثبط علاج Bzl هذا التأثير فحسب، بل زاد أيضًا من التعبير عن علامات البلاعم M2 النموذجية مثل مستقبلات Mannose و TGF - β و VEGF - A. علاوة على ذلك، زاد Bzl من التعبير عن PPAR - γ و PPAR - α، والمعروفة باسم المنظمين الرئيسيين لاستقطاب البلاعم الكبيرة. ينظم PI3K مباشرة استقطاب البلاعم من M1 إلى M2. نظرًا لأن p110δ، الوحدة الفرعية الحفازة لـ PI3Kδ، يتم التعبير عنها بشكل كبير في الخلايا المناعية، فقد أجريت التجارب في وجود CAL -101، وهو مثبط محدد لهذه الوحدة الفرعية. في ظل هذه الحالة، لا يمكن لـ Bzl زيادة تعبير SOCS3 ولا تثبيط مسار NF - κB. علاوة على ذلك، لم يفشل Bzl في منع التعبير عن السيتوكينات المؤيدة للالتهابات (علامات M1) فحسب، بل لم يتمكن أيضًا من زيادة علامات M2. تُظهر هذه النتائج مجتمعة، لأول مرة، أن التأثير المضاد للالتهابات لـ Bzl يعتمد على نشاط PI3K في خط خلية من الضامة الفأرية وفي المزرعة الأولية للخلايا العضلية القلبية لحديثي الولادة. علاوة على ذلك، يتضمن تعبير الزيادة بوساطة Bzl لعلامات الضامة M2 مشاركة الوحدة الفرعية الحفازة p110δ لـ PI3Kδ.Translated Description (French)
Le benznidazole (Bzl), le médicament de choix dans de nombreux pays pour le traitement de la maladie de Chagas, conduit à l'élimination des parasites dans les premiers stades de l'infection et contribue à l'immunomodulation. En plus de son effet parasiticide, Bzl inhibe la voie NF-κB. À cet égard, nous avons précédemment décrit que cela se produit par la voie IL-10/STAT3/SOCS3. La voie PI3K est impliquée dans la régulation du système immunitaire en inhibant la voie NF-κB à travers STAT3. Dans ce travail, la participation de PI3K dans les effets immunomodulateurs de Bzl dans les cellules cardiaques et immunitaires, les principales cibles de la maladie de Chagas, a été étudiée plus en détail. Pour cela, nous utilisons une culture primaire de cardiomyocytes murins et une lignée cellulaire monocytaire/macrophage (RAW 264.7), stimulée par du LPS en présence de LY294002, un inhibiteur de PI3K. Dans ces conditions, Bzl ne pouvait ni augmenter l'expression de SOCS3 ni inhiber l'expression de l'ARNm de nos2 et la libération de NOx, tant dans les cardiomyocytes que dans les macrophages. Les macrophages sont cruciaux dans le développement de la cardiomyopathie chronique de Chagas. Ainsi, pour approfondir notre compréhension de la façon dont Bzl agit, le profil d'expression des marqueurs macrophages M1-M2 a été évalué. Bzl a inhibé la libération de NOx (marqueur M1) et augmenté l'expression de l'Arginase I (marqueur M2) et une corrélation négative a été trouvée entre eux. En outre, le LPS a augmenté l'expression des cytokines pro-inflammatoires. Le traitement par Bzl a non seulement inhibé cet effet, mais a également augmenté l'expression de marqueurs typiques des macrophages M2 comme le récepteur du mannose, le TGF-β et le VEGF-A. De plus, Bzl a augmenté l'expression de PPAR-γ et PPAR-α, connus comme régulateurs clés de la polarisation des macrophages. PI3K régule directement la polarisation des macrophages M1 à M2. Comme la p110δ, sous-unité catalytique de PI3Kδ, est fortement exprimée dans les cellules immunitaires, des expériences ont été réalisées en présence de CAL-101, un inhibiteur spécifique de cette sous-unité. Dans cette condition, Bzl ne pouvait ni augmenter l'expression de SOCS3 ni inhiber la voie NF-κB. De plus, Bzl non seulement n'a pas réussi à inhiber l'expression des cytokines pro-inflammatoires (marqueurs M1) mais n'a pas non plus pu augmenter les marqueurs M2. Pris ensemble, ces résultats démontrent, pour la première fois, que l'effet anti-inflammatoire de Bzl dépend de l'activité PI3K dans une lignée cellulaire de macrophages murins et dans une culture primaire de cardiomyocytes néonatals. De plus, l'expression accrue médiée par Bzl des marqueurs des macrophages M2 implique la participation de la sous-unité catalytique p110δ de PI3Kδ.Translated Description (Spanish)
El benznidazol (Bzl), el fármaco de elección en muchos países para el tratamiento de la enfermedad de Chagas, conduce a la eliminación del parásito en las primeras etapas de la infección y contribuye a la inmunomodulación. Además de su efecto parasiticida, Bzl inhibe la vía NF-κB. En este sentido, hemos descrito previamente que esto ocurre a través de la vía IL-10/STAT3/SOCS3. La vía PI3K participa en la regulación del sistema inmunitario mediante la inhibición de la vía NF-κB a través de STAT3. En este trabajo se profundizó en la participación de PI3K en los efectos inmunomoduladores de Bzl en células cardíacas e inmunitarias, principales dianas de la enfermedad de Chagas. Para ello, utilizamos un cultivo primario de cardiomiocitos murinos y una línea celular de monocitos/macrófagos (RAW 264.7), estimulada con LPS en presencia de LY294002, un inhibidor de PI3K. En estas condiciones, Bzl no pudo aumentar la expresión de SOCS3 ni inhibir la expresión del ARNm de NOS2 y la liberación de NOx, tanto en cardiomiocitos como en macrófagos. Los macrófagos son cruciales en el desarrollo de la miocardiopatía crónica de Chagas. Por lo tanto, para profundizar en nuestra comprensión de cómo actúa Bzl, se evaluó el perfil de expresión de los marcadores de macrófagos M1-M2. Bzl inhibió la liberación de NOx (marcador M1) y aumentó la expresión de arginasa I (marcador M2) y se encontró una correlación negativa entre ellos. Además, el LPS aumentó la expresión de citocinas proinflamatorias. El tratamiento con Bzl no solo inhibió este efecto, sino que también aumentó la expresión de marcadores típicos de macrófagos M2 como el receptor de manosa, TGF-β y VEGF-A. Además, Bzl aumentó la expresión de PPAR-γ y PPAR-α, conocidos como reguladores clave de la polarización de macrófagos. PI3K regula directamente la polarización de macrófagos de M1 a M2. Dado que p110δ, subunidad catalítica de PI3Kδ, se expresa altamente en células inmunitarias, los experimentos se llevaron a cabo en presencia de CAL-101, un inhibidor específico de esta subunidad. Bajo esta condición, Bzl no pudo aumentar la expresión de SOCS3 ni inhibir la vía de NF-κB. Además, Bzl no solo no logró inhibir la expresión de citocinas proinflamatorias (marcadores M1), sino que tampoco pudo aumentar los marcadores M2. En conjunto, estos resultados demuestran, por primera vez, que el efecto antiinflamatorio de Bzl depende de la actividad de PI3K en una línea celular de macrófagos murinos y en el cultivo primario de cardiomiocitos neonatales. Además, el aumento de la expresión mediada por Bzl de marcadores de macrófagos M2 implica la participación de la subunidad catalítica p110δ de PI3Kδ.Files
pdf.pdf
Files
(6.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6389c851d960d59178db0f2e49c772c6
|
6.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يتم التوسط في تأثيرات البنزنيدازول المضادة للالتهابات في الخلايا العضلية القلبية والبلاعم من الفئة الأولى PI3Kδ
- Translated title (French)
- Les effets anti-inflammatoires du benznidazole sur les cardiomyocytes et les macrophages murins sont médiés par la classe I PI3Kδ
- Translated title (Spanish)
- Los efectos antiinflamatorios del benznidazol en los cardiomiocitos y macrófagos murinos están mediados por PI3Kδ de clase I
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3214801877
- DOI
- 10.3389/fimmu.2021.782891
References
- https://openalex.org/W1529396499
- https://openalex.org/W1655528082
- https://openalex.org/W1833639408
- https://openalex.org/W1902267771
- https://openalex.org/W1970541564
- https://openalex.org/W1971066978
- https://openalex.org/W1985859986
- https://openalex.org/W1987642183
- https://openalex.org/W1988359009
- https://openalex.org/W1992477322
- https://openalex.org/W2012171112
- https://openalex.org/W2012228539
- https://openalex.org/W2015665561
- https://openalex.org/W2016132270
- https://openalex.org/W2020920210
- https://openalex.org/W2021919058
- https://openalex.org/W2022720370
- https://openalex.org/W2027065592
- https://openalex.org/W2028549997
- https://openalex.org/W2029417410
- https://openalex.org/W2030405016
- https://openalex.org/W2038689279
- https://openalex.org/W2039973312
- https://openalex.org/W2045628444
- https://openalex.org/W2048708819
- https://openalex.org/W2055348159
- https://openalex.org/W2056278535
- https://openalex.org/W2060948891
- https://openalex.org/W2065165253
- https://openalex.org/W2065210647
- https://openalex.org/W2072564827
- https://openalex.org/W2082204804
- https://openalex.org/W2107331489
- https://openalex.org/W2112883802
- https://openalex.org/W2114185978
- https://openalex.org/W2114570899
- https://openalex.org/W2123422742
- https://openalex.org/W2127135127
- https://openalex.org/W2150494047
- https://openalex.org/W2164178923
- https://openalex.org/W2167485774
- https://openalex.org/W2168420558
- https://openalex.org/W2169406548
- https://openalex.org/W2170304291
- https://openalex.org/W2220496100
- https://openalex.org/W2244276231
- https://openalex.org/W2364759581
- https://openalex.org/W2401006519
- https://openalex.org/W2467341574
- https://openalex.org/W2520601585
- https://openalex.org/W2553446861
- https://openalex.org/W2553558490
- https://openalex.org/W2606513998
- https://openalex.org/W2745435532
- https://openalex.org/W2756251699
- https://openalex.org/W2796133373
- https://openalex.org/W2808189998
- https://openalex.org/W2890063739
- https://openalex.org/W2924060107
- https://openalex.org/W2945777288
- https://openalex.org/W2948166170
- https://openalex.org/W2976376641
- https://openalex.org/W2991384797
- https://openalex.org/W2993964247
- https://openalex.org/W3003440392
- https://openalex.org/W3005757683
- https://openalex.org/W3048549881
- https://openalex.org/W3082770049
- https://openalex.org/W3088275200
- https://openalex.org/W3115840934
- https://openalex.org/W3136706811
- https://openalex.org/W3146533948
- https://openalex.org/W3170294126
- https://openalex.org/W3186525633