peptida

  • abstract
  • introducere
  • Rezultatul
  • Administrarea de WKYMVm ameliorează colita ulcerativă indusă de DSS
  • Administrarea WKYMVm protejează permeabilitatea intestinelor
  • Administrarea WKYMVm afectează profilurile de citokine într-un model de colită DSS
  • discuţie

abstract

În acest studiu, am investigat efectele terapeutice ale peptidei imunostimulatoare WKYMVm asupra colitei ulcerative. Administrarea de WKYMVm la șoarecii tratați cu sodiu dextran (DSS) a inversat pierderea în greutate, scorurile de sângerare și scorurile scaunelor, pe lângă inversarea distrugerii mucoasei induse de DSS și scurtarea colonului. Efectul terapeutic indus de WKYMVm împotriva colitei ulcerative a fost puternic inhibat de antagonistul receptorului formeptipeptidic (FPR) 2, WRWWWW, sugerând un rol cheie pentru FPR2 în acest efect. Mecanic, WKYMVm reduce în mod eficient permeabilitatea intestinală prin stimularea proliferării celulelor epiteliale ale colonului. WKYMVm reduce, de asemenea, puternic producția de interleukină-23 și transformarea factorului de creștere-β în colonul șoarecilor tratați cu DSS. Sugerăm că peptida imunomodulatoare puternică WKYMVm și receptorul său FPR2 pot fi utile în dezvoltarea agenților terapeutici eficienți împotriva bolilor inflamatorii cronice intestinale.

Boala inflamatorie a intestinului (IBD), cum ar fi boala Crohn sau colita ulcerativă, este o boală cronică care provoacă inflamația intestinului. 1, 2 Deși incidența IBD variază de la o țară la alta, a existat o creștere treptată recentă, iar boala este o problemă majoră de sănătate la nivel mondial. 2, 3 Deși găsirea cauzei IBD a fost o problemă fierbinte de câteva decenii, încă nu este clar ce cauzează IBD. În prezent, se crede că diferiți factori, inclusiv mediul, dieta și machiajul genetic, sunt asociați cu patogeneza IBD. 1, 2, 3 Un defect genetic care afectează răspunsul sistemului imunitar uman la infracțiuni precum bacterii, viruși sau proteine ​​dietetice este asociat cu IBD. 1, 2, 3

Sistemul imunitar al gazdei este strâns legat de patogeneza și dezvoltarea IBD. 4 Atât sistemele imune înnăscute, cât și cele adaptive sunt implicate în mod critic în răspunsul la microbiotice intestinale. 4, 5 Receptorii de recunoaștere a modelelor, cum ar fi receptorul de taxare, joacă un rol în detectarea moleculelor microbiene conservate în mediul intestinal. 4 În ciuda necesității unor molecule terapeutice eficiente pentru tratamentul IBD uman, nu a fost dezvoltat niciun tratament. Unii agenți imunosupresori care vizează factorul de necroză tumorală (TNF) sunt utilizați în prezent clinic pentru tratarea IBD. 6

WKYMVm este o peptidă sintetică care a fost identificată prin screeningul unei biblioteci de peptide. 7, 8 Peptida se leagă de cel puțin trei receptori peptidici formil peptidici (FPR): FPR1, FPR2 și FPR3. 9, 10, 11 WKYMVm stimulează migrarea chimiotactică a leucocitelor, cum ar fi neutrofilele, monocitele, celulele dendritice și celulele ucigașe naturale. 12, 13, 14, 15 De asemenea, stimulează producția de anioni superoxizi în fagocite, inclusiv neutrofile și monocitele. 12, 16 Am demonstrat recent că WKYMVm administrat într-un model de sepsis polimicrobian a avut o activitate terapeutică puternică la șoareci cu ligatură și puncție. 17 S-a demonstrat că peptida inhibă producția de citokine inflamatorii precum TNF-α și interleukina (IL) -1β și crește producția de citokine Th1 (IFN-γ (interferon-γ) și IL-12) pentru a realiza acest. efect terapeutic împotriva sepsisului. 17 Aici, investigăm efectele WKYMVm asupra colitei ulcerative induse de dextran de sodiu (DSS), inclusiv efectele sale asupra producției de citokine.

Rezultatul

Administrarea de WKYMVm ameliorează colita ulcerativă indusă de DSS

Am folosit un model DSS pentru a investiga dacă WKYMVm are un efect terapeutic asupra colitei ulcerative. Șoarecii C57BL/6 tratați cu DSS au prezentat greutate corporală redusă în timp comparativ cu șoarecii martor (Figura 1a). Administrarea de WKYMVm la șoareci tratați cu DSS a inversat această reducere a greutății corporale (Figura 1a). Scorurile de sângerare și scaun au fost, de asemenea, monitorizate după tratamentul DSS. Administrarea WKYMVm a atenuat în mod eficient creșterea indusă de DSS în scorul de sângerare și scorul scaunului (Figurile 1b și c). Deoarece WKYMVm se leagă atât la FPR1, cât și la FPR2 9, 10, 11, am investigat și efectul antagonistului FPR1 (CsH) 19 și al antagonistului FPR2 (WRW 4) 20 asupra efectului terapeutic al WKYMVm asupra colitei ulcerative. Efectul terapeutic indus de WKYMVm asupra colitei ulcerative a fost puternic inhibat de WRW 4 dar nu de CsH, sugerând că WKYMVm își exercită efectele prin FPR2 (Figurile 1d până la f).

Efectele terapeutice ale WKYMVm într-un model experimental de colită ulcerativă. Colita demonstrată a fost indusă folosind 3% dextran sodic (DSS) în apă. WKYMVm (8 mg kg -1) a fost administrat subcutanat de șase ori (la 0, 12, 24, 36, 48 și 60 de ore) după determinarea DSS în absența A - c ) sau în prezența ciclosporinei H (CsH) (4 mg kg -1) sau WRWWWW (WRW 4) (4 mg kg -1) ( d - f ). Greutatea corporală a fost măsurată zilnic ( A, d ), scorul scaunului ( b, e ) și scor de sângerare ( c, f ). Datele obținute în ziua 7 sunt date în ( d - f ). Datele sunt exprimate ca medie ± sem ** P # P

WKYMVm protejează colita ulcerativă experimentală indusă de dextran sulfat de sodiu (DSS). Colita determinată a fost indusă folosind 3% DSS în apă. WKYMVm (8 mg kg-1) a fost administrat subcutanat de șase ori (la 0, 12, 24, 36, 48 și 60 h) după determinarea modelului DSS în absența sau prezența ciclosporinei H (CsH) (4 mg kg -1 )) sau WRWWWW (WRW 4) (4 mg kg -1). Coloniile au fost izolate de șoareci DSS în ziua 7. ( A ) Examinarea macroscopică a colonului de la șoareci DSS. ( b ) O secțiune transversală de colon de la șoareci DSS a fost colorată cu hematoxilină și eozină. Datele sunt reprezentative pentru cinci ( A ) sau opt ( b ) șoareci din grup.

Imagine la dimensiune completă

Administrarea WKYMVm protejează permeabilitatea intestinelor

Permeabilitatea intestinală crește în timpul patogeniei colitei ulcerative indusă de tratamentul DSS datorită distrugerii barierei epiteliale intestinale. 21 De asemenea, am observat că tratamentul DSS a crescut permeabilitatea intestinală la șoareci, în timp ce administrarea WKYMVm a redus efectiv permeabilitatea intestinală la șoarecii tratați DSS (Figura 3a). Modificările permeabilității intestinale sunt asociate cu proliferarea și migrarea celulelor epiteliale intestinale. 22 Deoarece am constatat că WKYMVm a inhibat permeabilitatea intestinală, am emis ipoteza că WKYMVm poate afecta proliferarea celulelor epiteliale intestinale. Stimularea celulelor Caco-2 (celule epiteliale intestinale) prin proliferarea celulară indusă de WKYMVm (Figura 3b). Pentru a examina dacă FPR1 și FPR2 au un rol în proliferarea celulelor Caco-2 induse de WKYMVm, celulele au fost tratate cu CsH (antagonist FPR1) 19 sau WRW 4 (antagonist FPR2) 20 înainte de tratamentul cu WKYMVm 20. Inhibarea FPR2, dar nu și FPR1, a provocat inhibarea proliferării celulare induse de WKYMVm (Figura 3c). De asemenea, am investigat efectele tratamentului WKYMVm asupra migrației celulelor Caco-2. Adăugarea WKYMVm la stratul celular zgâriat Caco-2 a indus puternic vindecarea rănilor (Figura 3d).

Efectele protectoare ale WKYMVm asupra barierei intestinale în colită. Șoarecii C57BL/6 au fost tratați cu vehicul, 3% sulfat de dextran de sodiu (DSS) sau 3% DSS plus WKYMVm (8 mg kg-1, șase administrări subcutanate la intervale de 12 ore) timp de 5 zile și furnizate cu apă proaspătă pentru o perioadă suplimentară 2 zile. În ziua 7, izotiocianatul de ce uoresceină (FITC) a fost gavat și serul a fost colectat 4 ore mai târziu. S-a măsurat cantitatea de FITC-dextran din ser ( A ). Celulele Caco-2 au fost stimulate cu mai multe concentrații (0, 10, 100 și 1000 nM) de WKYMVm ( b ) sau 1 μM WKYMVm în absența sau prezența ciclosporinei H (CsH; 1 μM) sau WRWWWW. (WRW 4) (10 μM; c ) timp de 24 de ore. Proliferarea celulară a fost măsurată folosind un kit de numărare a celulelor-8 ( b, c ). Datele sunt exprimate ca medie ± sem (n = 7 șoareci per grup). *** P # P # P

Efectul WKYMVm asupra producției de citokine la colonul șoarecilor tratați cu dextran de sodiu (DSS). Șoarecilor li s-a administrat WKYMVm sau soluție salină tamponată cu fosfat (PBS) 0, 12, 24, 36, 48 și 60 de ore după tratamentul DSS. Intestinul a fost recoltat în ziua 7 de la șoareci netratați tratați cu DSS și DSS + WKYMVm și împărțit în segmente de 1 cm diametru. Fiecare segment a fost incubat în mediu 1640 Roswell Park Memorial Institute (RPMI) timp de 24 de ore și citokinele secretate în supernatant au fost măsurate prin test imunosorbent legat de enzime (ELISA). ( A ) interleukină (IL) -17; ( b ) interferon-γ (IFN-γ); ( c ) IL-6; ( d ) IL-1β; ( e ) factor de necroză tumorală (TNF) -α; ( f ) IL-12; ( g ) IL-23; ( h ) factor de creștere transformator (TGF) -β. Datele sunt exprimate ca medie ± sem (n = 7 pentru A - h ). * P 1, 2 Identificarea moleculelor care pot stimula imunitatea înnăscută împotriva microbilor și menține bariera epitelială intestinală, contribuind astfel la dezvoltarea agenților terapeutici împotriva colitei ulcerative.

În acest studiu, am demonstrat că WKYMVm are activitate terapeutică împotriva colitei la șoarecii tratați cu DSS. Efectul terapeutic al WKYMVm în acest model de colită a fost inhibat semnificativ de antagonistul FPR2 (WRW 4), dar nu de antagonistul FPR1 (CsH), sugerând că FPR2 este implicat în mod critic în acest proces (Figurile 1 și 2). Wang și colegii au demonstrat foarte recent că șoarecii cu deficiență de FPR2 au prezentat defecte în homeostazia dependentă de comensalitate ca răspuns la expunerea la DSS și întârzierea regenerării mucoasei după leziune, sugerând că FPR2 este important în medierea homeostaziei, inflamației și a procesului de reparație epitelială intestinul gros. Aceste rezultate susțin ipoteza noastră că receptorul WKYMVm, FPR2, poate fi considerat o moleculă țintă pentru tratamentul colitei ulcerative.

S-a demonstrat că peptida WKYMVm stimulează activitatea bactericidă a celulelor fagocitare prin creșterea producției de specii reactive de oxigen, cum ar fi anionii superoxizi. 12, 17 La șoareci tratați cu DSS, peptida WKYMVm a crescut proliferarea și migrația celulelor epiteliale intestinale, rezultând inhibarea permeabilității intestinale. Menținerea permeabilității intestinale este importantă pentru menținerea homeostaziei intestinale prin inhibarea efectelor dăunătoare ale microorganismelor din microambientul intestinal. Deoarece celulele epiteliale intestinale exprimă trei FPR (FPR1, FPR2 și FPR3) 24, 25 și WKYMVm au stimulat proliferarea și migrarea celulelor Caco-2, care au fost inhibate de WRW 4, dar nu de CSH, este rezonabil să presupunem că WKYMVm stimulează FPR2, ceea ce duce la proliferarea și migrarea celulelor epiteliale intestinale și restabilirea ulterioară a permeabilității intestinale induse de DSS la șoareci.

În concluzie, peptida imunomodulatoare puternică WKYMVm a avut un efect terapeutic asupra colitei ulcerative prin inhibarea permeabilității epiteliale și modularea profilului citokinei. Sugerăm ca WKYMVm să fie un puternic agonist FPR care poate fi un potențial agent terapeutic în tratamentul bolii inflamatorii cronice intestinale.