Evaluation of the Ability of CIAD7, a Natural Compound, to Induce the Pro-Resolution Phenotype in Murine Macrophages.

Abstract

Ao longo do tempo, interações entre humanos e microorganismos permitiram o desenvolvimento e evolução do sistema imunológico. Numa primeira resposta imune inicial,os neutrófilos e macrófagos são células importantes para fagocitar patógeneos. Os macrófagos são vitais para manter a homeostase, detetando alterações do ambiente e induzindo uma resposta imunológica de forma a apoiar as necessidades dos órgãos ou combater o ataque a uma invasão de patógeneos. Apresentam capacidade fagocítica e plasticidade fenotípica responsável por dois estados de polarização, macrófagos M1 e macrófagos M2. Os macrófagos são agentes cruciais em todo o processo de inflamação. O equilíbrio na troca entre os estados de polarização é essencial para um processo bem controlado, espacial e temporalmente. Um desequilíbrio entre estes dois estados está associado à inflamação crónica que está relacionada com várias doenças. Estratégias terapêuticas direcionadas à polarização de macrófagos podem constituir uma abordagem eficaz para interromper a inflamação e induzir a sua resolução. Num estudo anterior do nosso laboratório foi identificado um composto de origem natural com actividade anti-inflamatoria, designado CIAD7. O objectivo do presente estudo, foi avaliar a capacidade do CIAD7 para induzir o fenótipo anti-inflamatório em macrófagos imaturos e em macrófagos M1, e/ou para potenciar a aquisição do fenótipo M2. Para tal, estudámos como marcadores M1, a produção de NO, os níveis da proteína iNOS, e os marcadores de superfície CD80 e CD86. Como marcadores M2, estudámos a atividade total da arginase e a expressão dos marcadores de superfície CD163 e CD206. Os resultados obtidos mostram que o CIAD7 diminuiu o efeito de um estímulo inflamatório, o lipolissacarídeo de bactérias Gram negativas, em todos os marcadores M1 estudados, confirmando os resultados obtidos anteriormente. Além disso, os resultados obtidos mostram também que em macrófagos imaturos, o tratamento com CIAD7 reduziu significativamente a actividade da arginase induzida por adição de IL-4 durante 18 h, mas aumentou significativamente a expressão de CD163 e CD206 induzida por tratamento das células com IL-4 durante 72 h. No entanto, estes resultados necessitam de ser confirmados, uma vez que só foi possível realizar uma experiência. Em suma, os resultados obtidos confirmam a actividade anti-inflamatória do CIAD7 e sugerem que é também capaz de induzir a diferenciação de macrófagos no fenótipo M2 e, portanto, que poderá apresentar actividade pró-resolutiva da inflamação.

Interactions between humans and microorganisms, through time, led to a developed and evolved immune system. In an early immune response, neutrophils and macrophages are important cells to phagocyte the an extracelullar pathogen. Macrophages are vital to maintain homeostasis, sensing environment alterations and inducing an immunologic response in order to support organs’ needs or the attack to a pathogen invasion. They present phagocytosis capacity and phenotype plasticity that can give origin to two different polarization states, M1 macrophages and M2 macrophages. Macrophages are crucial agents in whole inflammation process. The switching balance between the M1 and M2 polarization states is essential to a well-managed and spatially- and temporally-controlled process. An imbalance between these two states may be associated with chronic inflammation and is involved in several diseases. Therapeutic strategies targeting macrophage polarization might be an efficient approach to stop inflammation and induce its resolution. CIAD7 a natural compound, was identified in a previous study as having anti-inflammatory properties. In this study, we evaluated the ability of CIAD7, to induce the anti-inflammatory phenotype in immature macrophages and in M1 macrophages, and to potentiate M2 macrophages. For that, NO production, iNOS protein levels and the surface markers CD80 and CD86 were studied as M1 markers. As M2 markers, total arginase activity and the cell surface markers, CD163 and CD206, were studied. The results show that CIAD7 reduced the effect of an inflammatory stimulus, lipopolysaccharide from Gram negative bacteria, in all M1 markers studied, confirming previous results. On the other hand, in imature macrophages, treatment with CIAD7significantly reduced arginase activity induced by treatment with IL-4 for 18 h, but, increased the expression of CD163 and CD206 in cells treated with IL-4 for 72 h. Nonetheless, these results need to be confirmed,since only one experiment could be performed. In summary, thes results obtained confirm theanti-inflammatory activity of CIAD7 and suggest that it can also induce macrophage differentiation into the M2 phenotype and, thus, may be able to promote the resolution ofinflammation.