Estudo lipidómico da inflamação em modelos in vitro e no lúpus eritematoso sistémico

Abstract

A inflamação é um processo indispensável para permitir o retorno à homeostasia dos tecidos após uma determinada lesão. Os processos inflamatórios encontram-se associados a várias condições de doença, sendo um dos principais fatores associados à morbilidade e mortalidade das patologias. Por sua vez, os fosfolípidos têm sido cada vez mais associados a processos inflamatórios, pelo que alterações no seu perfil poderão estar relacionados com alterações no processo inflamatório. Assim, o objetivo geral deste trabalho centrou-se na identificação e quantificação de alterações no perfil de fosfolípidos induzido pela inflamação em modelos in vivo, no lúpus eritematoso sistémico, e em modelos in vitro, em células de monócitos THP-1, através de uma abordagem lipidómica. O lúpus eritematoso sistémico é uma doença autoimune de natureza inflamatória marcada por fases de remissão e recaída. Contudo, ainda não existe um meio de diagnóstico eficiente de forma a prever atempadamente o ciclo desta doença. Os extratos lipídicos de plasma foram analisados por TLC, observando-se diferenças significativas nas classes de fosfolípidos PC, LPC e PS. A análise dos ácidos gordos por GC-MS demonstrou alterações significativas nos ácidos gordos C16:0 e C22:6. Pela análise estatística multivariada e discriminante aplicada aos resultados obtidos por HPLC-MS e MS/MS observaram-se diferenças significativas nas classes PC, LPC e PE. Desta forma, estas classes sofrem alterações significativas de acordo com a fase em que a patologia se encontra, fase de remissão ou fase de recaída. A abordagem lipidómica permitiu, assim, distinguir entre os dois fenótipos da doença, sendo estes caracterizados por alterações nas classes de fosfolípidos mencionadas. Para avaliar as adaptações à resposta inflamatória in vitro recorre-se a linhas celulares de células do sistema imune, como os macrófagos ou monócitos. Estas células foram tratadas com LPS, um indutor de stresse inflamatório, e com tunicamicina, um indutor do stresse do retículo endoplasmático. Por TLC observaram-se alterações significativas nas classes de fosfolípidos PE e PG, e pela análise de ácidos gordos observaram-se diferenças significativas nos ácidos gordos C16:1-cis, C18:0, C20:2 e C22:6. Por sua vez, a análise estatística multivariada e discriminante dos resultados obtidos pela técnica de HPLC/MS e MS/MS permitiu verificar que as classes PC, PI, PE e PS são aquelas que mais contribuem para a distinção entre os dois tipos de stresse. Assim, a metodologia aplicada permitiu verificar que o perfil lipídico das células se altera consoante a natureza do estímulo inflamatório. Palavras-chave Resumo Concluindo, a abordagem lipidómica aplicada neste trabalho demonstrou ser eficaz na análise e identificação das classes de fosfolípidos das condições estudadas, sendo possível distinguir entre cada uma das condições em ambos os estudos realizados. Assim, o estudo lipidómico permitiu uma melhor compreensão dos processos fisiopatológicos envolvidos no processo inflamatório do lúpus e das células. Este facto poderá ser utilizado como forma de diagnóstico e tratamento, permitindo atuar antes do agravamento dos sintomas associados aos processos inflamatórios.

Inflammation is a crucial process for the defense mechanisms of the host against injuries. Inflammatory processes are associated with various disease condition and are one of the main factors associated with diseases morbidity and mortality. In turn, the phospholipids have been increasingly associated with inflammatory processes, so that changes in the phospholipid profile can be related to changes in the inflammatory process. Thus, the aim of this work has focused on the identification and quantitation of changes in phospholipids profile induced by inflammation in in vivo models, systemic lupus erythematosus and in in vitro models, THP-1 monocyte cells through a lipidomic approach. Systemic lupus erythematosus is an autoimmune disease characterized by remission and relapse phases, however there is still no effective means of diagnosis to timely predict the appearance of the phases. The lipid extracts from plasma were analysed using TLC and showed significant differences in PC, LPC and PS. GC-MS technique was used to assess changes in the fatty acid profile, and showed significant changes in C16:0 and C22:6 fatty acids. The multivariate and discriminant statistical tests applied to the results obtained by HPLC-MS and MS/MS showed significant differences in the PC, LPC and PE. Thus, these phospholipid classes suffer significant changes according to the pathology state, remission or relapse phase. The lipidomics approach allowed to distinguish between the two phenotypes of the disease, which are characterized by changes in the phospholipid profile. In vitro models using cell lines of immune cells such as macrophages or monocytes are frequently used to evaluate the changes in cell phenotype and metabolic pathways in response to the inflammatory stimuli. THP-1 monocytes cells treated with LPS and tunicamycin showed significant changes in phospholipid classes PE and PG using TLC. The GC-MS technique showed differences in the fatty acids C16:1-cis, C18:0, C20:2 and C22:6. In turn, the multivariate and discriminant analysis of the results obtained by HPLC/MS and MS/MS showed that PC, PI, PE and PS are the phospholipid classes that contribute the most to the distinction between the two types of stresse. Thus, the applied methodology has shown that the cells lipid profile is altered depending on the nature of the inflammatory stimulus. In conclusion, the lipidomics approach applied in this study proved to be suitable for the analysis and identification of phospholipid classes of the studied conditions studied, once it is possible to distinguish between each of the conditions in both studies. Thus, the lipidomic approach allowed a better understanding of the pathophysiological processes involved in the inflammatory process of lupus and cells. This may be used as diagnosis and treatment, allowing to act before the symptoms aggravation associated with inflammatory processes.