Bluja e metilenit dhe sinjalizimi inflamator: inflamazomet, IL-6 dhe STAT3

Supozoni se tre laboratorë raportojnë se i njëjti përbërës blu ka veprim antiinflamator. Njëri tregon më pak IL-1beta nga makrofagët. Njëri tregon më pak enzimë iNOS në të njëjtin lloj qelize. Njëri tregon më pak IL-6 në gjak dhe më pak aktivitet të STAT3 në tru. Tundimi është t'i bashkosh të tria në një pretendim të vetëm. Ky bashkim e fsheh gjetjen.

Çdo rezultat i përket një koncepti të ndryshëm sinjalizimi, me nxitësin, hapin e montimit dhe treguesin e matur përkatës. Bluja e metilenit ndërvepron me secilin koncept në një pikë të ndryshme. Nëse ndonjë nga këto përmirëson një rezultat shëndetësor është një pyetje më vete, e trajtuar në përmbledhjen tonë mbi blunë e metilenit dhe inflamacionin. Kjo faqe përqendrohet te rrugët sinjalizuese.

Rruga 1: montimi i inflamazomit dhe kaspaza-1

Një inflamazom është një strukturë mbështetëse proteinike që ndërtohet sipas nevojës brenda një qelize mieloide. Pjesët e tij janë një sensor, një adaptor i quajtur ASC dhe një enzimë efektore e quajtur kaspaza-1. Pas montimit, kaspaza-1 i pret pro-IL-1beta dhe pro-IL-18 në format e tyre të sekretuara dhe mund të nxisë piroptozën, një formë inflamatore të vdekjes qelizore. Sensori përcakton llojin: NLRP3 reagon ndaj kristaleve dhe toksinave që formojnë pore, si nigericina dhe ATP, NLRC4 reagon ndaj flagelinës bakteriale, AIM2 reagon ndaj ADN-së dyvargore citosolike, ndërsa rruga jokanonike reagon ndaj lipopolisakaridit brendaqelizor.

Aktivizimi kërkon dy sinjale. Sinjali i parë është përgatitja: një ligand i receptorit të ngjashëm me Toll nxit transkriptimin e NLRP3 dhe pro-IL-1beta të varur nga NF-kB, në mënyrë që pjesët të jenë të pranishme. Sinjali i dytë është montimi: një nxitës i dytë bën që ASC të oligomerizohet në grumbullime pikëzore, kaspaza-1 të pritet në fragmentin e saj p20 dhe të çlirohet IL-1beta p17 e maturuar. Llojet reaktive të oksigjenit nga mitokondritë dhe marrja e kristaleve nga qeliza njihen si faktorë kontribues në sinjalin e dytë për NLRP3.

Studimi i vitit 2017 mbi frenimin e gjerë të inflamazomeve në makrofagë e testoi blunë e metilenit në të dy sinjalet. Në makrofagët e palcës së kockave të minjve, të përgatitur me lipopolisakarid, nigericina, ATP dhe kristalet e uratit monosodik nxitën secili çlirimin e IL-1beta dhe kaspazës-1, si dhe formimin e grumbullimeve pikëzore të ASC; bluja e metilenit në 20 deri në 200 micromolar i uli të tria në varësi të dozës, pa i vrarë qelizat. Flagelina dhe Salmonella për NLRC4, ADN-ja dyvargore dhe Listeria për AIM2, si dhe lipopolisakaridi i futur me transfektim ose E. coli e gjallë për rrugën jokanonike, shfaqën të njëjtin model. Përbërësi i vetëm nuk nxiti çlirimin dhe pllakat e kontrollit nuk treguan efekt antibakterial, ndaj rezultati lidhet me përgjigjen e organizmit pritës.

Në hapat paraprakë u matën tre ndërhyrje. Superoksidi mitokondrial i nxitur nga rotenoni u ul me blunë e metilenit, dhe bashkë me të u ul edhe çlirimi i IL-1beta i nxitur nga rotenoni. Marrja e rruazave fluoreshente nga qelizat u ul, në përputhje me fagocitozën e reduktuar përpara zbulimit të kristaleve. Një reporter i kontrolluar nga promotori i NLRP3 me dy vende lidhjeje për NF-kB tregoi aktivitet më të ulët me blunë e metilenit, ndërsa një promotor i shkurtuar pa këto vende nuk reagoi. Në një epruvetë pa qeliza, bluja e metilenit uli gjithashtu drejtpërdrejt aktivitetin e kaspazës-1 njerëzore rekombinante. Shtimi i përbërësit vetëm gjatë përgatitjes ose vetëm gjatë aktivizimit përsëri uli çlirimin e IL-1beta, IL-18 dhe kaspazës-1, prandaj përfshihen të dy hapat.

Testet te minjtë përputheshin me këtë selektivitet. Një dozë vdekjeprurëse lipopolisakaridi i vrau minjtë e grupit të kontrollit brenda disa orësh, ndërsa bluja e metilenit përmirësoi mbijetesën; IL-1beta peritoneale u ul, por IL-6 në të njëjtin lëng jo. Në një model peritoniti nga Listeria, IL-1beta peritoneale u ul, ndërsa numri i përgjithshëm i qelizave mbeti i pandryshuar. Monocitet njerëzore THP-1 u sollën si makrofagët e minjve në të katër llojet e inflamazomeve. Një rezultat mbi inflamazomin shpjegon maturimin e IL-1beta dhe IL-18, jo çdo citokinë; kjo është edhe arsyeja pse forma e qelizave imunitare të trurit në eksperimentet me mikroglinë dhe astrocitet i përgjigjet një pyetjeje tjetër nga ajo e montimit të strukturës mbështetëse.

Rruga 2: transkriptimi i iNOS përmes lidhjes së NF-kB dhe STAT1

Sintaza e induktueshme e oksidit nitrik, ose iNOS, është pothuajse e papranishme në gjendje qetësie dhe transkriptohet sipas nevojës. Lipopolisakaridi e nxit kryesisht përmes degradimit të IkB-alpha, të ndjekur nga fosforilimi i NF-kB dhe hyrja e tij në bërthamë. Interferon-gamma e nxit kryesisht përmes fosforilimit të STAT1 nga kinaza Janus, të ndjekur nga hyrja e STAT1 në bërthamë. Më pas, secili faktor lidhet me vendin e vet në promotorin e iNOS. Aktiviteti enzimatik dhe induktimi i gjenit janë pika të veçanta kontrolli, dhe një bar mund të veprojë në njërën ose në të dyja.

Studimi i vitit 2015 mbi induktimin e iNOS në makrofagë dhe te minjtë me endotoksemi e lokalizoi efektin në nivelin e ARN-së mesazhere. Në qelizat RAW 264.7 dhe makrofagët primarë të minjve, bluja e metilenit në 1 micromolar, e dhënë 30 minuta përpara lipopolisakaridit, interferon-gamma ose të dyjave, uli proteinën dhe mRNA-në e iNOS gjatë 8 deri në 24 orëve, me më pak nitrit në mjedisin e kulturës dhe pa humbje të viabilitetit. Te minjtë që morën 25 mg për kg lipopolisakarid, një dozë e vetme prej 5 mg për kg, një orë më herët, uli proteinën dhe mRNA-në e iNOS në mushkëri, mëlçi dhe zemër.

Hollësia dalluese është ajo që nuk ndryshoi. Degradimi i IkB-alpha, fosforilimi i NF-kB, fosforilimi i STAT1 dhe grumbullimi i secilit faktor në bërthamë mbetën të paprekura. Ndërprerja ndodhi një hap më vonë: ekstraktet bërthamore treguan më pak lidhje të NF-kB me elementin e tij të ADN-së pas lipopolisakaridit dhe më pak lidhje të STAT1 pas interferon-gamma, ndërsa imunoprecipitimi i kromatinës konfirmoi prani më të ulët të secilit faktor në promotorin e iNOS brenda qelizave. U ul gjithashtu faktori alfa i nekrozës tumorale, promotori i të cilit përdor edhe NF-kB. Faktorët u aktivizuan dhe mbërritën, por u lidhën dobët me ADN-në e tyre të synuar.

Vini re kontrastin me rrugën 1. Kjo ka të bëjë me lidhjen e faktorit me ADN-në, përdor STAT1 dhe jo STAT3, dhe mat mRNA-në, proteinën dhe nitritin, në vend të grumbullimeve pikëzore të ASC dhe fragmenteve të kaspazës-1. Harta jonë e objektivave të blusë së metilenit në modele qelizore e mban këtë nivel transkriptimi të ndarë nga matjet e drejtpërdrejta enzimatike dhe mitokondriale.

Rruga 3: IL-6 në serum dhe aktivizimi i STAT3 në inde

IL-6 sinjalizon përmes familjes së receptorëve gp130 drejt kaskadës nga kinaza Janus te STAT3. STAT3 i fosforiluar formon dimerë, hyn në bërthamë dhe nxit programe inflamatore, ndërsa vetë IL-6 është një objektiv i NF-kB, kështu që të dy formojnë një qark reagimi kthyes, shpesh të quajtur boshti IL-6–STAT3. Treguesit standardë të matur janë IL-6 në serum në hapat paraprakë, raporti i STAT3 të fosforiluar ndaj STAT3 total dhe enzimat efektore si iNOS dhe COX2 në hapat pasues.

Studimi i vitit 2023 mbi IL-6 dhe STAT3 te minjtë pas lipopolisakaridit e mati boshtin në ndarje të ndryshme të organizmit. Minjtë meshkuj C57BL/6 morën 1 mg për kg lipopolisakarid çdo ditë për tre ditë, me 5 ose 10 mg për kg blu metileni 30 minuta pas çdo doze. Në ditën e tretë, IL-6 në serum ishte më e ulët në të dy grupet me blu metileni sesa me lipopolisakarid të vetëm, ndërsa shumica e citokinave të tjera të panelit nuk ndryshuan me trajtimin. Raportet e STAT3 të fosforiluar ndaj STAT3 total ishin më të ulëta në korteks, hipokampus dhe lëkurën e veshit, me ngjyrosje më të ulët të mikroglisë për Iba-1, nivele më të ulëta të iNOS dhe COX2, dhe zbutje të pjesshme të humbjes së peshës.

Këtu duhen dy vërejtje për kujdes. IL-6 më e ulët në serum, së bashku me fosforilimin më të ulët të STAT3 në inde, përputhet me modulimin e boshtit, por nuk e veçon pikën kryesore të ndërhyrjes, sepse më pak citokinë në hapat paraprakë, më pak sinjalizim nga receptorët ose aktivitet i ndryshuar i fosfatazës mund të prodhojnë secili të njëjtin raport. Dhe pesha gjatë tre ditëve të një provokimi akut është një tregues i matur në nivelin e gjithë kafshës, jo një vlerësim simptomash apo remisioni. Ajo shton kontekst përtej një analize blot, pa e kthyer një rezultat sinjalizimi në një pretendim trajtimi. Kimia e veçantë e proceseve redoks mitokondriale zhvillohet paralelisht me këtë shpjegim mbi citokinat dhe nuk duhet bashkuar me të.

Krahasimi i rrugëve: pikat e ndërhyrjes dhe treguesit e matur

Tabela pengon tre përgjithësime të pavlefshme. Një rezultat mbi grumbullimet pikëzore të ASC nuk provon një rezultat mbi STAT3. Një rezultat mbi lidhjen e STAT1 me promotorin e iNOS nuk provon një rezultat mbi STAT3, edhe pse të dyja proteinat janë anëtare të familjes STAT. Një rezultat mbi IL-6 në serum nuk provon montim të reduktuar të inflamazomit: në eksperimentin peritoneal, IL-1beta u ul, ndërsa IL-6 jo. Çdo rresht ka nevojë për nxitësin dhe treguesin e vet të matur; prandaj, leximi i studimeve qelizore, shtazore dhe klinike mbi blunë e metilenit kërkon që çdo pretendim të përputhet me nivelin ku është matur.

Asnjë nga këto nuk përcakton dozimin, sigurinë apo përfitimin te njerëzit. Modelet me lipopolisakarid janë nxitës të kontrolluar për testimin e një mekanizmi, jo kopje të sëmundjeve kronike, dhe dhënia e dozës bashkë me nxitësin teston parandalimin e një ndryshimi të induktuar, jo kthimin mbrapsht të një sëmundjeje tashmë të zhvilluar. Mbajeni këtë shpjegim të mekanizmave të ndarë nga rezultatet te pacientët dhe gjykoni çdo pretendim shëndetësor sipas studimit te pacientët që e mbështet.