Taukskābju metabolisma nozīme imūnā atbildē.

Abstract

Taukskābju oksidācijas procesā organismā tiek ražoti metabolīti - acilkarnitīni. Ir paradīts, ka garķēžu acilkarnitīnu pārmērīgā uzkrāšanās audos var veicināt iekaisuma procesus. Pētījuma mērķis bija noskaidrot garķēžu acilkarnitīnu lomu pro-iekaisuma atbildes aktivācijā no peļu kaulu smadzenēm iegūtos makrofāgos. No peļu apakšējo ekstremitāšu kauliem tika iegūtas kaulu smadzeņu šūnas makrofāgu diferencēšanai. Diferencētas šūnas tika stimulētas ar lipopolisaharīdu (LPS) un interferonu γ (IFNγ), lai veicinātu makrofāgu polarizāciju par M1 (pro-iekaisuma fenotips). Papildus makrofāgi tika inkubēti ar dažāda garuma acil-ķēdes acilkarnitīniem. Tika noteikta arī dažādas koncentrācijas garķēžu acilkarnitīnu ietekme uz iekaisuma ierosināšanu makrofāgos. Turklāt, pārbaudījām vai resveratrols, C75 (taukskābju sintāzes inhibitors) un A769662 (AMPK aktivātors) spēj ietekmēt garķēžu acilkarnitīnu izraisīto efektu uz LPS/IFNγ stimulētajos makrofāgos. Visos eksperimentos tika noteikta pro-iekaisuma virsmu marķieru, CD80 un CD86, ekspresija, izmantojot plūsmas citometriju. Pēc 4 stundu inkubācijas ar 100 µM garķēžu C16 acilkarnitīnu, nenovērojām palielinājumu CD80 un CD86 dubultpozitīvo šūnu daudzumā. Acilkarnitīni ar ķēdes garumu C8 un C12 (100 µM koncentrācijā) neietekmēja LPS/IFNγ izraisīto makrofāgu polarizāciju par M1 fenotipu. C16-acilkarnitīns (palmitoilkarnitīns, PK) koncentrācijas atkarīgi samazināja M1 šūnu populāciju, salīdzinot ar LPS/IFNγ kontroli. Makrofāgu inkubācija ar C75 nenovērsa PK izraisīto samazinājumu M1 popuācijā, kamēr inkubācija ar resveratrolu vēl vairāk samazināja CD80 un CD86 dubultpozitīvo šūnu daudzumu, salīdzinot LPS/IFNγ+PC grupu. Savukārt, stimulācija ar A769662 daļēji novērsa PK izraisīto samazinājumu M1 šūnu populācijā. Pētījuma rezultāti parāda, ka garķēžu acilkarnitīni spēj kavēt makrofāgu polarizāciju par M1, tomēr paši par sevi neveicina iekaisumu procesus. Turklāt, ar AMPK aktivācija varētu tikt izmantota, lai novērstu paaugstinātas garķēžu acilkarnitīnu koncentrācijas izraisīto imūnas atbildes kavēšanu.

In the process of fatty acid oxidation metabolites acylcarnitines are produced. Excessive accumulation of acylcarnitine in tissues has been shown to promote inflammatory processes. The aim of the study was to elucidate the role of long-chain acylcarnitines in the activation of the pro-inflammatory response in mouse bone marrow derived macrophages. Bone marrow cells were obtained from the lower extremity bones of mice to differentiate macrophages. Differentiated cells were stimulated with lipopolysaccharide (LPS) and interferon γ (IFNγ) to promote macrophage polarization to M1 (pro-inflammatory phenotype). Additionaly macrophages were incubated with various lengths acylcarnitines. The effect of different concentrations of acylcarnitines on the induction of inflammation in macrophages was also determined. In addition, we tested whether resveratrol, C75 (a fatty acid synthase inhibitor), and A769662 (an AMPK activator) were able to reverse the effect of long-chain acylcarnitine in LPS/IFNγ-stimulated macrophages. In all experiments, the expression of pro-inflammatory surface markers, CD80 and CD86, was determined using flow cytometry. After 4 hours of incubation with 100 µM long-chain (C16) acylcarnitine, no increase in CD80 and CD86 double-positive cells was observed. Acylcarnitines with chain lengths C8 and C12 (at 100 µM) did not affect LPS/IFNγ-induced macrophage polarization of the M1 phenotype. C16-acylcarnitine (palmitoylcarnitine, PC) in concentration-dependent manner reduced the population of M1 cells compared to the LPS/IFNγ control. Incubation of macrophages with C75 did not reverse the PC-induced decrease in the M1 population, while incubation with resveratrol further reduced the number of CD80 and CD86 double-positive cells compared to the LPS/ IFNγ + PC group. In contrast, stimulation with A769662 partially reversed the PC-induced decrease in the M1 cell population. The results of the study show that long-chain acylcarnitines are able to inhibit the polarization of macrophages to M1 phenotype, but do not promote inflammatory processes per se. In addition, activation of AMPK could be used to prevent inhibition of the immune response due to elevated levels of long-chain acylcarnitines.