Avaliação da ativação de mecanismos apoptóticos mediados pela via UPR (unfolded protein response) em células Jurkat estimulados com a proteína Tat do HIV-1

Abstract

Indivíduos HIV-positivos geralmente apresentam uma elevada depleção de linfócitos T CD4. A morte de células infectadas ou não por HIV-1 é resultado, entre diversos outros fatores, da apoptose mediada por proteínas virais. Está apoptose pode ser ativada por mecanismos extrínsecos ou intrínsecos, respectivamente através de receptores celulares ou ativação de moléculas sinalizadoras de morte. Uma das vias celulares que regula a sobrevivência ou morte da célula é a via UPR (Unfolded Protein Response), que regula o estresse reticular causado pelo acúmulo de proteínas mal dobradas através do bloqueio da tradução proteica, aumento da expressão de chaperonas que auxiliam no dobramento e direcionam as proteínas mal dobradas para a via de degradação de proteínas associada ao retículo (ERAD). Quando o estresse reticular é prolongado, como no caso de infecções virais, a via UPR induz apoptose através da expressão da molécula pró-apoptótica CHOP. Neste trabalho, observou-se que após 72 horas de estímulo com 200 nM da proteína Tat houve um aumento significativo na taxa de apoptose das células Jurkat (12,05%, P<0.0001), indicando que provavelmente a proteína Tat exerce um efeito biológico que desencadeia o processo de apoptose. Células estimuladas também apresentam significativas alterações no perfil de transcritos dos genes que codificam as proteínas da via UPR: PERK, ATF6, IRE1, BIP, eIF2a, XBP1-u, XBP1-s, CHOP; e genes relacionado a apoptose mediada pelo estresse de RE: ATF4, CHOP, GADD34, BIM e BCL-2. Esses resultados indicam que a proteína Tat induz alterações celulares que geram estresse no RE levando a ativação da via UPR. O aumento na transcrição de CHOP pode indicar que o estresse no RE está envolvido no mecanismo de apoptose dessas células. Foi observado ainda, que células estimuladas sofrem parada nas fases S e G2 do ciclo celular e perdem o potencial de membrana de mitocôndria, sendo esses outros possíveis mecanismos de apoptose induzido por Tat. A identificação do papel de Tat no estresse no RE com posterior indução apoptótica podem reforçar a sugestão da via UPR como um possível alvo terapêutico.<br>

Abstract : HIV-positive individuals usually have a high depletion of of CD4 lymphocytes. The death of cells infected or not by the HIV is a result, among many other factors, the apoptosis mediated by viral proteins. Extrinsic or intrinsic pathways, respectively through cell surface receptors or activation of death signaling molecules, can trigger apoptosis cell death. The Unfolded Protein Response (UPR) is one of the cellular pathways that regulate cell survival or cell death. UPR also regulates the Endoplasmic Reticulum (ER) stress caused by the accumulation of misfolded or unfolded protein, by blocking the cell protein translation, increased expression of chaperones that assist in protein folding and lead misfolded proteins for the degradation pathway associated with the ER. When the ER stress is prolonged, as in the case of viral infections, the UPR induces apoptosis through the expression of pro-apoptotic molecule CHOP. In the present work, it was observed that after 72 hours of stimulation with 200nM of Tat protein there was a significant increase in apoptosis rate in Jurkat cells (12,05%, p<0.0001), indicating that Tat protein most likely exerts a biologic effect which triggers the apoptosis pathway. Cells stimulated also showed significant changes in transcription profile of genes encoding proteins of the UPR pathway: PERK, ATF6, IRE1, BIP, eIF2a, XBP1-u, XBP1-s, CHOP; and the genes related to ER stress-mediated apoptosis: ATF4, CHOP, GADD34, BIM e BCL-2. The increase in CHOP transcription may indicate that the ER stress is involved in the mechanisms that induces apoptosis in Jurkat cells. Furthermore, Tat stimulation induces cell cycle arrest and loss of mitochondrial membrane potencial in Jurkat cells. Identification the role of Tat in ER stress-induced apoptosis may reinforce the suggestion of the UPR pathway as a possible therapeutic target.