Consequences of C4BP (ß-) induction over monocytes-derived macrophages

Abstract

As doenças inflamatórias são a principal causa de morbilidade e mortalidade em todo o mundo e representam um grande desafio na área das ciências biomédicas. Sendo assim, o desenvolvimento de terapias é essencial e, para tal, uma compreensão do funcionamento do sistema imune do hospedeiro é fundamental. A ativação do sistema complemento representa o passo inicial para o desenvolvimento de uma resposta imune-infamatória protetiva contra o dano. Porém, uma ativação inapropriada poderá danificar o tecido do hospedeiro, sendo potencialmente destrutivo, podendo causar diversas doenças. A proteína solúvel responsável pela inibição do sistema complemento, C4b-binding protein (C4BP), atua tanto na regulação da via clássica como na de lectina do sistema complemento, modificando a atividade da C3 convertase e prevenindo, assim, a expressão exagerada deste sistema e, consequentemente, o dano tecidual no hospedeiro. A C4BP é uma grande glicoproteína plasmática oligomérica, composta por sete cadeias α idênticas e uma única cadeia β, que forma três oligómeros plasmáticos devido a diferentes composições de subunidades. A isoforma C4BP sem a cadeia β, C4BP (β-), parece apresentar uma função direta na modulação de respostas imunes adaptativas. Estudos recentes no laboratório demonstraram que a C4BP (β-) é capaz de promover um perfil tolerogénico e anti-inflamatório em células dendríticas derivadas de monócitos. Os macrófagos são células amplamente distribuídas do sistema imune inato que apresentam uma função central na defesa do organismo contra patógenos invasores e no mantimento da imune homeostase, contribuindo para a inflamação e promovendo a cura de feridas e reparação de tecidos. São células dinâmicas que maturam sob a influência de sinais provenientes do microambiente. Neste estudo, monócitos de sangue periférico humano foram diferenciados em macrófagos (M0) e, posteriormente, polarizados a fenótipos M1 e M2, utilizando LPS/IFN-γ, e IL-4, respetivamente. M1 e M2 foram identificados por citometria de fluxo como CD80+ CD64+ e CD11b+ CD209+, respetivamente. A atividade endocítica e fagocítica foi também investigada dado que os macrófagos são células altamente fagocitárias. Quando os macrófagos foram maturados ao fenótipo M1, uma diminuição da capacidade endocítica foi observada, comparando com as células não polarizadas (M0). No entanto, quando os macrófagos foram polarizados ao fenótipo M2, não foi evidente uma diminuição da expressão da atividade endocítica, comparando com M0, evidenciando, assim, que M2 são células com elevada capacidade endocitária. Além disto, macrófagos M2 também demonstraram uma capacidade fagocitária superior a macrófagos M1. E concluindo, a proteína C4BP (β-) reduziu a atividade endocítica dos macrófagos, embora não tenha apresentado qualquer efeito na atividade fagocítica. Alterações no fenótipo e função dos macrófagos pode estar associado com uma variedade de doenças autoimunes, incluindo o lúpus eritematoso sistémico. Esta enfermidade é caracterizada por várias manifestações desde a pele e lesões nas mucosas a danos severos nos rins e no sistema nervoso central. Assim, marcadores da doença mais eficazes, risco, atividade da doença e gravidade dos danos nos órgãos poderão facilitar o diagnóstico prévio e orientar o paciente para uma terapia adequada; dado que os tratamentos atuais não são totalmente eficientes. Por esta razão, o desenvolvimento de novas estratégias é fundamental, e a atividade anti-inflamatória e imunomodeladora da C4BP (β-) poderá representar uma opção terapêutica para esta doença autoimune.

Inflammatory diseases are the leading cause of morbidity and mortality worldwide and are a major challenge for the biomedical sciences. The development of therapeutics is essential and this requires an understanding of the host immune system. The activation of the complement system represents the initial step in the protective immune-inflammatory response against damage. Nevertheless, an inappropriate activation may also damage the host tissue, being potentially destructive and causing several diseases. The soluble complement inhibitor C4b-binding protein (C4BP) acts in the regulation of the classical and lectin pathways of the complement system, modifying the activity of the C3 convertase, and preventing complement over activation and host tissue damage. C4BP is a large oligomeric plasma glycoprotein, composed by seven identical α-chains and a single β-chain, which forms three plasma oligomers with different subunit composition. The C4BP isoform without the β-chain, C4BP (β-) seems to play a direct role in the modulation of adaptive immune responses. Recent studies in the lab demonstrated that C4BP (β-) is able to promote a tolerogenic and antiinflammatory profile on monocyte-derived dendritic cells. Macrophages are widely distributed innate immune cells that play central roles in host defense against invading pathogens and in maintaining the immune homeostasis, contributing to inflammation, and promoting wound healing and tissue repair. They are dynamic cells that mature under the influence of signals from the local microenvironment. In this study, human peripheral blood monocytes were differentiated into uncommitted macrophages (M0) and then polarized to M1 and M2 phenotypes using LPS and IFN-γ, and IL-4, respectively. M1 and M2 were identified by flow cytometry as CD80+ CD64+ and CD11b+ CD209+, respectively. The endocytic and phagocytic activity was also investigated, since macrophages are highly phagocytic cells. When macrophages were matured to M1 phenotype, a downregulation of the endocytic activity was observed, compared to the unpolarized cells. In contrast, when macrophages were polarized to M2 phenotype, no downregulation of endocytic activity compared with M0 was evidenced, showing that M2 are highly endocytic cells. Moreover, M2 macrophages showed a higher phagocytic activity than M1 macrophages. Finally, C4BP (β-) reduced the endocytic activity of macrophages, although did not have any effect on its phagocytic activity. Alterations in the phenotype and function of macrophages can be associated with a variety of autoimmune disorders, including systemic lupus erythematosus. This disorder is characterized by several manifestations from the skin to mucosal lesions, to severe damage in the kidneys and in the central nervous system. More effective markers of the disease, risk, disease activity; severity of organ damage and of the outcomes would facilitate earlier diagnosis and guide appropriately targeted therapy; since the actual treatments are not fully effective. For this reason, the development of new strategies is fundamental, and the anti-inflammatory and immunomodulatory activity of C4BP (β-) can represent an effective therapeutic option to this autoimmune disease.