Effect of helicobacter pylori urease in endothelial cells

Abstract

A urease de Helicobacter pylori (HP) é um fator de virulência que permite a colonização e sobrevivência desta bactéria na mucosa gástrica do estomago, podendo levar ao desenvolvimento da úlcera gástrica e do adenocarcinoma. Recentemente, nosso grupo demonstrou que a urease de HP (HPU) tem ação pró-inflamatória em neutrófilos humanos. Entretanto o envolvimento direto da HPU sobre os efeitos vasculares ainda é pouco compreendido. Nosso trabalho tem como objetivo investigar os efeitos da HPU sobre células endoteliais e as possíveis vias de sinalização envolvidas nestes processos. O tratamento com a HPU (10 nM) durante 24hs não afetou a viabilidade das células endoteliais. Entretanto, observamos que a HPU foi capaz de induzir o aumento da permeabilidade e reduziu a resistência transendotelial. Corroborando estes dados, observamos que a HPU induziu a dispersão e a fosforilação de VE-caderina. Além disso, a HPU induziu o rearranjo do citoesqueleto de actina e a fosforilação da FAK. Em nosso estudo observamos também que a HPU induziu o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) e oxido nítrico (NO ), e estes efeitos foram inibidos após o pré-tratamento das células HMEC1 com LY294002, inibidor da via PI3K-AKT. A produção de ROS induzida pela HPU promoveu o aumento da atividade do fator nuclear κB (NF-κB). Além disso, a HPU também foi capaz de induzir a adesão de neutrófilos a células endoteliais, assim como a tubulogênese. Os efeitos da HPU sobre as células endoteliais são modulados por integrinas, já que estes efeitos foram inibidos quando as células foram pré-tratadas com o RGD, antagonista geral de integrinas. Nossos dados mostram que a HPU ativa células endoteliais, possivelmente, via sinalização regulada por integrinas, exercendo um efeito pró-inflamatório e pró-angiogênico,e tendo um papel fundamental na patogênese causada por H.pylori.The urease of Helicobacter pylori (HP) has been extensively reported as an important bacterial product which enables HP to colonize and survive in the stomach, favoring the occurrence of gastric ulcer and adenocarcinoma. Recently, we demonstrated that HP urease (HPU) has a pro-inflammatory effect on human neutrophils. Although the effects of HP on endothelial cells (EC) have been early described, the direct involvement of HPU in the vascular effects is not completely understood. This study aims to investigate the effects of HPU on EC and the signaling pathways involved in these processes. The treatment of EC with HPU (10nM) did not affect cell viability. On the other hand, HPU enhanced EC permeability and reduced transendothelial resistance. Corroborating these data, HPU caused dissociation of cellcell junctional cadherins, induced VE-cadherin phosphorylation, promoted alterations on the dynamics of actin cytoskeleton, and increased FAK phosphorylation. Additionally, HPU induced reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) production, that were impaired by LY294002, a PI3K-AKT pathway inhibitor. HPU-induced ROS production activated nuclear factor κB (NF-kB). HPU also increased adhesion of neutrophils to EC and tubulogenesis,. The effects of HPU on EC are modulated by integrins, as they were attenuated in the presence of RGD peptides. Data presented here indicate that HPU activates EC, probably through an integrin-associated signaling, supporting its role as a pro-inflammatory and also pro-angiogenic key molecule in H pylori-related diseases