Evaluation of ER stress induced by DNFB in Dendritic cells

Abstract

A capacidade das células dendríticas (CD) em iniciar e modular respostas imunes, nomeadamente a dermatite de contacto alérgica (DCA), é fortemente dependente da sua ativação / estado de maturação. Os mecanismos moleculares pelos quais os sensibilizadores de pele induzem maturação das CD não são ainda completamente conhecidos. No entanto, foi demonstrado que sinais de perigo primários como a formação de espécies reativas de oxigénio (ERO) desempenham um importante papel neste processo. Nos últimos anos, inúmeras evidências têm estabelecido uma estreita ligação entre a produção de ERO, stresse do retículo endoplasmático (RE) e a patogénese de diversas doenças inflamatórias. Deste modo, pretendeu-se no presente trabalho avaliar a capacidade do sensibilizador cutâneo DNFB desencadear stresse do RE em CD e as concomitantes consequências na imunobiologia dessas células. Os resultados obtidos revelaram que o DNFB induz uma rápida e sustentada fosforilação do fator de iniciação de tradução eucariótico 2α (eIF2α), o aumento dos níveis proteicos do fator de transcrição ATF4 e uma modificação pós translacional na principal proteína chaperone do RE, GRP78. Verificou-se ainda que estes efeitos são dose-dependentes e parcialmente revertidos pelo antioxidante N-acetilcisteína, indicando que a alteração do estado redox celular está na origem da indução do stresse do RE observado. O tratamento das células com o chaperone químico, ácido 4-fenilbutírico (4- PBA) causou um aumento na apoptose induzida por DNFB, enquanto o prétratamento com salubrinal, um inibidor seletivo da desfosforilação de eIF2α, provocou o efeito oposto. A exacerbação pelo salubrinal da fosforilação do eIF2α induzida por DNFB causou um forte aumento da transcrição de genes de destoxificação tais como o HMOX e do gene da citoquina pró-inflamatória IL-8 tendo por sua vez o 4-PBA anulado completamente estes efeitos. Globalmente, os nossos resultados indicam que a ativação pelo DNFB do eixo eIF2α/ATF4 em CD contribui fortemente para o desenvolvimento de um microambiente pró-inflamatório e para a transcrição de genes envolvidos no restabelecimento do equilíbrio redox.

The capacity of dendritic cells (DC) to initiate and modulate immune responses, namely allergic contact dermatitis (ACD), is tightly dependent on their activation/maturation state. Molecular mechanisms driving skin sensitizersinduced DC maturation are not yet completely unrevealed, however initial danger signals such as the generation of reactive oxygen species (ROS) were shown to play an important role. In recent years innumerous evidences established a close link between ROS production, endoplasmic reticulum (ER) stress and the pathogenesis of several inflammatory diseases. Therefore, we analyzed in this work the ability of the strong sensitizer DNFB to trigger ER stress in DC and the concomitant consequences to the immunobiology of these cells. Our results revealed that DNFB induces a rapid and sustained phosphorylation of the Eukaryotic translation initiation factor 2α (eIF2α), the up regulation of ATF4 and a post translational modification at the major ER chaperone GRP78. These effects were dose dependent and partially reverted by the antioxidant N-acetylcysteine, indicating that cellular redox imbalance is in the origin of evoked ER stress. Treatment of cells with the ER chemical chaperone 4 phenylbutyric acid (4-PBA) caused an increase in DNFB-induced apoptosis while pretreatment with salubrinal, an eIF2α dephosphorylation selective inhibitor, caused the opposite effect. Exacerbation of DNFB-induced eIF2α phosphorylation by salubrinal also caused a strong increase in the transcription of detoxifying genes such as HMOX and of pro-inflammatory cytokine IL-8 while 4-PBA completely abrogated these effects. Overall, our results indicate that DNFB activation of eIF2α/ATF4 stress pathways in DC strongly contributes to generation of a pro-inflammatory microenvironment and is crucial to the transcription of genes involved in remediation of cell redox imbalance.