Annexin 1 genic and proteic analysis in the developmental biology and in the pathophysiology of the inflammation

Abstract

The annexin 1 (ANXA1) is a 37 kDa protein that has been implicated in the regulation of phagocytosis, cell signaling, apoptosis and leukocyte transmigration. Originally described as a phospholipase A2-inhibitory protein, ANXA1 can regulate several components of the inflammatory reaction, such as cytokines. Recently, a line of animals lacking the AnxA1 gene was generated with dual purpose targeting construct, designed simultaneously to inactivate the AnxA1 gene and to report upon its activity using LacZ reporter gene. In the developmental biology, the epithelial and leukocytes, studied in different organs, display AnxA1 gene expression. In the liver, the hepatocytes synthesize this protein during the embriogenesis, disappearing in adults. In those animals, the ANXA1 is re-synthesized during cancer, regeneration or inflammatory process. In the intramembranous ossification, the densitometric and histological analysis of newborn ANXA1 null skull bones showed that the absence of the ANXA1 induced a delay in this process. In models of experimental acute inflammation, ANXA1 null mice exhibited an exaggerated response and a partial or complete resistance to the anti-inflammatory effects of glucocorticoids. Several other anomalies were noted, including increased spontaneous migratory behavior of leukocytes and mast cell degranulation. Also, the absence of ANXA1 during the acute inflammation induce a disregulation in the leukocyte expression of adhesion molecules, such as selectin CD26L and integrin CD11b, leading to a higher cell adhesion in the ANXA1 null mice. During the endotoxemic response, the ANXA1 null mice exhibited a toxic response characterized by a marked degree of leukocyte adhesion and an aberrant expression of Toll-like receptor 4 in macrophages. These alterations have resulted in organ injury and lethality within 48 hours, a phenotype rescued by exogenous administration of ANXA1. Finally, the pleiotropic and pluripotent role of ANXA1 may be explained by the phosphorylation of its N-terminal domain, which induces specific actions, for example the regulation of cell growth, the vesicles aggregation, and the translocation of ANXA1 to cell membrane. In conclusion, the study of ANXA1 genic and proteic activities in the developmental biology or in the homeostasis of the inflammatory response might design the development of novel anti-inflammatory therapeutics based on this endogenous mediator.A anexina 1 (ANXA1) é uma proteína de 37 kDa, associada com a regulação dos processos de fagocitose, sinalização celular, apoptose e migração leucocitária. Originalmente descrita como uma proteína inibidora da citosólica fosfolipase A2, a ANXA1 pode regular vários componentes da reação inflamatória, tais como as citocinas. Recentemente, uma linhagem de camundongos deficientes para a ANXA1 foi gerada com a finalidade de, simultaneamente, inativar o gene da AnxA1 e analisar sua atividade a partir da expressão do gene da LacZ. Na biologia do desenvolvimento, as células epiteliais e leucócitos, estudados nos diversos órgãos, expressam o gene da AnxA1. No fígado, os hepatócitos sintetizam essa proteína apenas durante a embriogênese, desaparecendo nos animais adultos. Nestes animais, a ANXA1 reaparece nos processos de regeneração, tumorais e inflamatórios. Na ossificação intramembranosa, as análises de densitometria óssea e histológica dos ossos do crânio dos camundongos ANXA1 null recém-nascidos indicaram que a ausência da ANXA1 induz um retardo neste processo. Nos modelos de inflamação aguda, os animais ANXA1 null exibiram uma resposta exacerbada e uma resistência parcial ou completa aos efeitos antiinflamatórios dos glicocorticóides. Além disso, outras anormalidades foram observadas nos animais deficientes, incluindo um aumento da migração leucocitária e do processo de desgranulação dos mastócitos. Ainda, na inflamação aguda, a ausência da ANXA1 desregula a expressão de moléculas de adesão dos leucócitos, como a selectina CD26L e a integrina CD11b, induzindo um aumento na adesão destas células em animais ANXA1 null. Na investigação realizada durante a endotoxemia experimental, os camundongos ANXA1 null desenvolveram uma resposta tóxica caracterizada pelo aumento da adesão dos leucócitos e pela expressão anormal de Toll-like receptor 4 nos macrófagos. A ocorrência destas alterações resultou em injúria tecidual e letalidade em 48 horas, patologia que foi revertida com a administração da ANXA1. Finalmente, o papel pleiotrópico e pluripotente da ANXA1 pode ser explicado pela fosforilação da região N-terminal, induzindo ações específicas, como a regulação no crescimento celular, agregação de vesículas e translocação da ANXA1 para a superfície celular. Concluindo, o estudo da atividade gênica e protéica da ANXA1 na biologia do desenvolvimento ou na homeostase dos processos inflamatórios poderá definir o desenvolvimento de novas terapias antiinflamatórias baseadas neste mediador endógeno.TEDEBV UNIFESP: Teses e dissertaçõe