Ativação da via AGE-RAGE e sua interação com microRNAs propostos como reguladores-chave da imunossenescência no contexto da obesidade

Introdução: A imunossenescência é caracterizada por um status pró-inflamatório sistêmico crônico e pela redução da capacidade celular de lidar com stress, características comumente presentes no envelhecimento fisiológico e também na obesidade. O perfil pró-inflamatório sistêmico observado na obesidade tem relação com a indução de senescência em células saudáveis, porém, os mecanismos envolvidos no estabelecimento desse fenótipo ainda não são bem compreendidos. Objetivo: Investigar mecanismos envolvidos no estabelecimento da imunossenescência em células mononucleares de sangue periférico (PBMC) de pacientes portadores de obesidade, analisando uma rede de interação contendo proteínas e microRNAs importantes para este fenótipo. Metodologia e resultados: Inicialmente, foi realizada a construção de uma lista de genes relacionados à imunossenescência a partir da intersecção entre os termos ontológicos “inflammatory response” e “aging” obtidos a partir da base de dados Gene Ontology, onde foram encontrados 39 genes envolvidos simultaneamente com ambos os termos. Então, passamos a investigar os microRNAs capazes de regular por complementariedade os genes envolvidos na imunossenescência em 8 bases de dados diferentes. A partir dessa lista foram selecionados como nodos centrais para a regulação da rede os microRNAs realizando 18 ou mais interações com os genes envolvidos no fenótipo imunossenescente para posterior validação: hsa-miR-214-3p, hsa-miR-3163, hsa-miR-369-3p, hsa-miR-374b-5p, hsa-miR-495-3p, hsa-miR-520f, hsa-miR-548c-3p, hsa-miR-548-3p. Foi realizada ainda uma análise de enriquecimento de via utilizando o software ConsensusPathDB para os 39 genes envolvidos na imunossenescência, onde a via de sinalização AGE-RAGE se mostrou a mais enriquecida (P = 1,14e-12). A validação desses dados via qRT-PCR em PBMC de pacientes portadores de obesidade e controles eutróficos demonstrou uma redução na expressão de miR-374-5p (P = 0,0386) e similaridade na expressão de miR-214-3p entre os grupos. Ao analisarmos componentes da via AGE-RAGE em PBMC de pacientes portadores de obesidade, observamos um aumento significativo na expressão proteica de RAGE (P = 0,0075), na expressão gênica de STAT3 (P = 0,0369) e na fosforilação de NFkB (P = 0,0052) e p38 (P < 0,0001). Conclusões: As análises de bioinformática apontaram para 8 microRNAs centrais na regulação da imunossenescência e para via AGE-RAGE como a mais enriquecida nesse fenótipo. Proteínas e microRNAs indicados pelas análises de bioinformática como relevantes na regulação da imunossenescência estavam de fato alterados em PBMC de pacientes portadores de obesidade, demonstrando a capacidade do nosso modelo in silico de prever fenômenos biológicos relevantes (CAAE: 26793114.0.0000.5347).Introduction: Immunosenescence is characterized by an increased systemic proinflammatory status and by a compromised capacity of the cell to cope with stress, features commonly associated with physiological aging and also with obesity. The systemic proinflammatory observed in obesity is related to senescence induction in healthy cells, however, the mechanisms involved in this phenotype establishment are not yet understood. Thus, the aim of this work is to investigate the mechanisms involved on the immunosenescence establishment on peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from obese patients, analyzing a network containing proteins and microRNAs relevant for this phenotype. Methods and results: First, it was built a list containing genes related to immunosenescence from the intersection between the ontological terms “inflammatory response” and “aging”, acquired from the database Gene Ontology, were we found 39 genes involved simultaneously with both terms. Then we started to investigate microRNAs capable of regulating by complementarity those genes involved on immunosenescence in 8 different databases. From that list, were selected as central regulatory nodes the microRNAs performing at least 18 interactions with genes involved on the immunosenescent phenotype for posterior validation: hsa-miR-214-3p, hsa-miR-3163, hsa-miR-369-3p, hsa-miR-374b-5p, hsa-miR-495-3p, hsa-miR-520f, hsa-miR-548c-3p, hsa-miR-548-3p. It was performed also an enrichment pathway analysis through ConsensusPathDB software for the 39 genes involved on immunosenescence, were the most enriched signaling pathway was AGE-RAGE (P = 1.14e-12). Data validation via qRT-PCR in PBMC from obese patients and eutrophic controls showed a reduction on miR-374-5p expression (P = 0.0386) and similar expression for miR-214-3p between groups. When we analyzed the AGE-RAGE pathway components, we observed an increased protein expression of RAGE (P = 0.0075), on gene expression of STAT3 (P = 0.0369) and also in NFkB (P = 0.0052) and P38 (P < 0.0001) phosphorylation in PBMC from patients with obesity. Conclusions: Bioinformatics pointed out 8 central microRNAs for immunosenescence regulation and the AGE-RAGE as the more enriched pathway in this phenotype. Proteins and microRNAs proposed by bioinformatic analyses as relevant for immunosenescence regulation were in fact altered in PBMC from patients with obesity, demonstrating the efficiency of our in silico model in predicting relevant biological phenomena (CAAE: 26793114.0.0000.5347)

Eotaxin-1/CCL11 promotes cellular senescence in human-derived fibroblasts through pro-oxidant and pro-inflammatory pathways

Introduction: Eotaxin-1/CCL11 is a pivotal chemokine crucial for eosinophil homing to the lungs of asthmatic patients. Recent studies also suggest that CCL11 is involved in the aging process, as it is upregulated in elderly, and correlated with shorter telomere length in leukocytes from asthmatic children. Despite its potential pro-aging effects, the precise contribution of CCL11 and the underlying mechanisms involved in the promotion of cellular senescence remains unclear. Therefore, the primary goal of this study was to explore the role of CCL11 on senescence development and the signaling pathways activated by this chemokine in lung fibroblasts. Methods: To investigate the targets potentially modulated by CCL11, we performed an in silico analysis using PseudoCell. We validated in vitro the activation of these targets in the human lung fibroblast cell line MRC-5 following rhCCL11 exposure. Finally, we performed differential gene expression analysis in human airway epithelial cells of asthmatic patients to assess CCL11 signaling and activation of additional senescent markers. Results: Our study revealed that eotaxin-1/CCL11 promote reactive oxygen secretion (ROS) production in lung fibroblasts, accompanied by increased activation of the DNA damage response (DDR) and p-TP53 and γH2AX. These modifications were accompanied by cellular senescence promotion and increased secretion of senescence-associated secretory phenotype inflammatory cytokines IL-6 and IL-8. Furthermore, our data show that airway epithelial lung cells from atopic asthmatic patients overexpress CCL11 along with aging markers such as CDKN2A (p16INK4a) and SERPINE1. Discussion: These findings provide new insights into the mechanisms underlying the pro-aging effects of CCL11 in the lungs of asthmatic patients. Understanding the role of CCL11 on senescence development may have important implications for the treatment of age-related lung diseases, such as asthma

Telomere length and epigenetic age acceleration in adolescents with anxiety disorders

Evidence on the relationship between genetics and mental health are flourishing. However, few studies are evaluating early biomarkers that might link genes, environment, and psychopathology. We aimed to study telomere length (TL) and epigenetic age acceleration (AA) in a cohort of adolescents with and without anxiety disorders (N = 234). We evaluated a representative subsample of participants at baseline and after 5 years (n = 76) and categorized them according to their anxiety disorder diagnosis at both time points: (1) control group (no anxiety disorder, n = 18), (2) variable group (anxiety disorder in one evaluation, n = 38), and (3) persistent group (anxiety disorder at both time points, n = 20). We assessed relative mean TL by real-time quantitative PCR and DNA methylation by Infinium HumanMethylation450 BeadChip. We calculated AA using the Horvath age estimation algorithm and analyzed differences among groups using generalized linear mixed models. The persistent group of anxiety disorder did not change TL over time (p = 0.495). The variable group had higher baseline TL (p = 0.003) but no accelerated TL erosion in comparison to the non-anxiety control group (p = 0.053). Furthermore, there were no differences in AA among groups over time. Our findings suggest that adolescents with chronic anxiety did not change telomere length over time, which could be related to a delay in neuronal development in this period of life

Avaliação de parâmetros de senescência e inflamação em células mononucleares em resposta ao plasma de indivíduos portadores de obesidade

O envelhecimento e a senescência celular são caracterizados pela perda de homeostase e aumento da vulnerabilidade do organismo. A obesidade tem sido associada ao envelhecimento precoce, o qual parece estar relacionado ao acúmulo de células senescentes e a um perfil pró-inflamatório, pró-oxidativo e genotóxico. Assim, nosso objetivo foi investigar parâmetros de imunosenescência e de inflamação em células mononucleares de sangue periférico intactas quando expostas ao plasma de indivíduos portadores de obesidade. Para isso, utilizamos células mononucleares de um doador não relacionado incubadas com meio RPMI 1640 contendo 10% de plasma de indivíduos controle (n=9) ou portadores de obesidade (n=9) por 4 ou 24 horas. Avaliamos parâmetros de viabilidade celular (ensaio MTT), morfometria nuclear (NMA), secreção de citocinas, expressão gênica de p21CIP1 e imunosenescência de linfócitos T auxiliares (CD4+) e citotóxicos (CD8+) após 24 horas e 120 horas de cultura. Nossos resultados demonstram uma redução na viabilidade das células mononucleares incubadas com o plasma de indivíduos portadores de obesidade após 24 e 120 horas. Entretanto, não observamos diferença em relação à morfometria nuclear, a qual reflete parâmetros de apoptose e senescência. Após 120 horas de incubação posteriores as 4h de exposição ao plasma de pacientes obesos, observamos um perfil secretor pró-inflamatório (IL-1β, IL-8 e TNF-α) aumentado. Após 24h de exposição ao plasma, além do aumento de IL-6, IL-1β e IL-8, observamos maior expressão da citocina anti-inflamatória IL-10. Essa transformação foi acompanhada pela modulação dos linfócitos T, CD4+ e CD8+ para o perfil imunosenescente. Nossos resultados salientam o potencial de imunomodulação de células mononucleares pelo plasma de pacientes com obesidade para um fenótipo senescente e pró-inflamatório