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Antecedentes. La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad inflamatoria crónica donde el componente inflamatorio es crítico para la artropatía. AIM2 es un receptor de reconocimiento de patrones que reconoce DNA de doble cadena (dsDNA) de diferentes orígenes. La activación de AIM2 guía a la formación del inflamasoma, que resulta en la secreción de la IL-1b e IL-18. La IL-1b, tiene un papel crítico en la patología de la AR contribuyendo con el proceso inflamatorio, degradación de cartílago y erosión de hueso. La ausencia del receptor AIM2 en artritis inducida por DNA disminuye síntomas de inflamación en la articulación y la severidad de la artritis. En pacientes con AR se detectó una disminución de AIM2 en células CD14 positivas en circulación asociada a la duración y actividad de la enfermedad, evaluada a través de DAS28. Sugiriendo una participación de AIM2 a nivel de tejido especifico en artritis reumatoide. El objetivo de este estudio es la evaluación de la participación del inflamasoma AIM2 en la progresión de AR inducida por colágeno tipo II, CIA Material y métodos. Se incluyeron 20 ratones macho DBAJ/1 a los cuales se les indujo CIA. Las articulaciones de ratones con CIA fueron clasificadas en fases de inicio, pico y remisión. Los ratones fueron sacrificados y se obtuvieron sus extremidades. La histopatología de las articulaciones se evaluó en cortes de tejido utilizando la tinción con hematoxilina/eosina. Además, se evaluó la expresión de AIM2 por inmunohistoquimica y la expresión relativa de AIM2, ASC, Caspasa-1 e IL-1b fue evaluada por PCR en tiempo real. Resultados. Se observó un aumento en la infiltración de células en la fase de pico comparada con la fase de inicio y articulaciones control. Asimismo, detectamos un incremento de la expresión de AIM2 nivel de proteína y mRNA en la fase de pico comparada con la fase de inicio y control. Además, se encontró un aumento de la expresión relativa de IL-1b en fase de pico comparada con fase de inicio y control. De igual manera la expresión relativa de ASC y caspasa-1 se incrementó en fase de pico 7 comparada con la fase de inicio. Finalmente, la infiltración celular se asoció directamente con la expresión de AIM2, ASC e IL-1b. Y observamos una correlación positiva entre la expresión relativa de AIM2 y la expresión relativa de ASC, caspasa-1 e IL-1b. Conclusión. Nuestros resultados sugieren una contribución de AIM2 en el proceso inflamatorio de la estructura sinovial de las articulaciones de ratones con CIA Background. Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease in which the inflammatory component is critical for arthropathic damage. AIM2 is a pattern recognition receptor that recognizes double-stranded DNA (dsDNA) from different origins. Activation of AIM2 leads to the formation of the inflammasome, which results in the secretion of IL-1b and IL-18. IL-1b has a critical role in RA pathology, since it contributes to the inflammatory process, cartilage degradation and bone erosion. The absence of the AIM2 receptor in DNA-induced arthritis decreases symptoms of inflammation in the joint and the severity of arthritis. In patients with RA, a decrease in AIM2 in circulating CD14 positive cells was detected, and this reduction was associated with the duration of the disease, as well as the activity evaluated through DAS28 score. The aim of this study was to evaluate the participation of the inflammasome AIM2 in the progression of a Type II Collagen-Induced Arthritis (CIA). Material and methods. 20 male mice DBAJ / 1 to which were induced CIA included. The joints of mice with CIA were classified into phases of initiation, peak and remission. The mice were sacrificed and their limbs were obtained. Joint histopathology was evaluated in tissue sections using hematoxylin / eosin staining. Furthermore, the expression of AIM2 was evaluated by immunohistochemistry and the relative expression of AIM2, ASC, Caspase-1 and IL-1b was evaluated by real-time PCR. Results. An increase in cell-infiltration was observed in the peak-phase compared to the onset-phase and control-joint. Likewise, we detected an increase in the expression of AIM2 at level of protein and mRNA in the peak phase compared to the onset-phase and control-joint. In addition, an increase in the relative expression of IL-1b was found in the peak phase compared to the onset-phase and control-joint. Similarly, the relative expression of ASC and caspase-1 increased in the peak-phase compared to onsetphase. Finally, the cell-infiltration was directly associated with relative expression of AIM2, ASC and IL-1b. And relative expression of AIM2 was positively correlated with the relative expression of ASC, caspase-1 and IL-1b. 9 Conclusion. Our results suggest a contribution of AIM2 in the inflammatory process of the synovial-structure of the joints of mice with CIA. Administradores Investigadores Estudiantes

L’artritis gotosa es una de les malalties articulars més freqüents d’artritis inflamatòria. Es produeix per la deposició d’urat monosòdic (MSU) en les articulacions, donant lloc a episodis aguts d’inflamació, que poden ser persistents i arribar a cronificar-se. La fagocitosi dels cristalls d’MSU pels neutròfils i macròfags genera la producció de ROS i l’activació de l’NFkappaB, alliberant citocines i activant l’NLRP3. Aquest inflamasoma indueix l’activació de la caspasa1 i la consegüent producció de les formes actives IL1beta i IL18. Les calcones són un grup de la família dels flavonoides, que han demostrat propietats antiinflamatòries i antiartrítiques, actuant sobre diverses dianes terapèutiques. Concretament, el derivat 2,4,5-trimetoxi-2’-trifluorometicalcona (CH) és un potent inhibidor de l’alliberament de l’òxid nítric i de l’expressió d’òxid nítric sintasa induïble en macròfags. D’altra banda, l’osteostatina (OT), pentapèptid derivat de la proteïna relacionada amb l’hormona paratiroide, té propietats antiinflamatòries en osteoblasts i en un model d’artritis en ratolí. Amb aquestes premisses, s’ha abordat l’estudi de CH i OT com a potencials molècules amb propietats antigotoses. Inicialment, s’ha dut a terme l’estudi en macròfags peritoneals de ratolí estimulats amb LPS i ATP, per a induir una resposta inflamatòria relacionada amb l’activació de la caspasa1. En aquestes condicions, tant CH com OT han inhibit l’activació de caspasa1 i d’NFkappaB, així com l’alliberament de les citocines IL1beta, IL18, IL6 i TNFalfa. A més, ambdues molècules han demostrat un efecte citoprotector front a la piroptosi que produeix l’activació de caspasa1. Paral·lelament, CH i OT redueixen la producció de ROS extracel·lulars determinades per quimioluminescència, i de ROS mitocondrials detectades per fluorescència. Es de destacar l’augment de la translocació al nucli de l’Nrf2 produït principalment pel tractament amb CH. En una segona fase, s’ha utilitzat el model in vivo de la bossa d’aire en ratolí induït per CPPD. En aquest, l’administració de CH (100microg/bossa) i d’OT (3–6microg/bossa), ha reduït l’activació de caspasa1 i d’NFkappaB, així com l’alliberament de citocines proinflamatòries, confirmant els efectes ja observats en els macròfags. Aquest model ha permès demostrar l’efecte inhibidor d’ambdues molècules sobre la migració neutrofílica i l’alliberament de CXCL1. Finalment, s’ha posat a punt un model d’artritis gotosa induïda en ratolí per injecció de cristalls d’MSU on s’ha demostrat l’efecte antiinflamatori de CH (30mg/kg via oral) i OT (80-120microg/kg). L’administració d’ambdues molècules ha reduït significativament l’edema plantar, confirmant a més la inhibició de la migració neutrofílica i de citocines proinflamatòries, així com de l’activació de caspasa1 i NFkappaB. Tots aquest resultats demostren l’efecte antiinflamatori de CH i OT i suggereixen el seu potencial interès en el tractament de l’artritis gotosa i patologies relacionades

La inmunidad innata responde a la infección y al daño tisular activando una plataforma molecular denominada inflamasoma. En las investigaciones clínicas con humanos, se han descrito cuatro clases de inflamasomas relacionados con procesos inflamatorios: NLRP1, NLRC4, NLRP3 y AIM-2. De ellos, NLRP3 es el mejor estudiado. Los inflamasomas tienen como finalidad común el procesamiento y activación de la caspasa-1, enzima responsable de la maduración de pro-IL-1β y pro-IL-18. El control génico y la regulación bioquímica de esta plataforma son fundamentales para evitar el desarrollo de enfermedades inmunológicas, metabólicas y neurológicas. Algunos de los mecanismos más importantes en la modulación de la actividad del inflamasoma son: los polimorfismos en los genes codificadores de las proteínas del inflamasoma, la ubiquitinación, la regulación redox, la concentración de ATP y la señalización paracrina mediante factores de transcripción e interleucinas. Existe, además, otro tipo de regulación que se ejerce por mecanismos epigenéticos como la metilación y la expresión de micro-ARN. En conjunto, estos mecanismos son indispensables para la expresión coordinada y el funcionamiento correcto de estas plataformas moleculares ante un determinado patógeno o daño celular. Las investigaciones sobre los diversos componentes de los inflamasomas y su inhibición controlada están esclareciendo aspectos que permitirán controlar enfermedades asociadas con estos complejos moleculares. Innate immunity responds to infectious agents and tissue injury with a multiproteic molecular platform named inflammasome. A large number of investigations have described four inflammasome types related to inflammatory processes in humans: NLRP1, NLRC4, NLRP3 y AIM-2. NLRP3 is a key sensor molecule in the inflammasome activity that is directed to the activation of caspase-1, the enzyme responsible for the transformation of pro-IL-1β and pro-IL-18 to their mature active forms. Genetic control and biochemical regulation of this platform are necessary for the prevention of immunologic, metabolic and neurological diseases. Polymorphisms of the genes that codify for the proteins of the inflammasome, ubiquitination, redox regulation, ATP concentration and signaling via transcription factor and interleukins are key players in the modulation of inflammasome activity. In addition, regulation is also accomplished by epigenetic mechanisms such as methylation and the expression of microRNAs. All these mechanisms are indispensable for the coordinated expression and normal functioning of these platforms in response to a pathogenic agent or cellular damage. Investigation on the various inflammasome components and their controlled inhibition are clarifying aspects that should permit to control disease conditions related to these molecular complexes. A imunidade inata responde à infecção e ao dano teciduais ativando uma plataforma molecular denominada inflamassoma. Nas investigações clínicas com humanos, descreveram-se quatro classes de inflamassomas relacionados com processos inflamatórios: NLRP1, NLRC4, NLRP3 e AIM-2. Deles, NLRP3 é o melhor estudado. Os inflamassomas têm como finalidade comum o processamento e ativação da caspase-1, enzima responsável da maturação de pró- IL-1β e pró-IL-18. O controle genético e a regulação bioquímica desta plataforma são fundamentais para evitar o desenvolvimento de doenças imunológicas, metabólicas e neurológicas. Alguns dos mecanismos mais importantes na modulação da atividade do inflamassoma são: os polimorfismos nos genes codificadores das proteínas do inflamassoma, a ubiquitinação a regulação redox, a concentração de ATP e a sinalização parácrino mediante fatores de transcrição e interleucinas. Existe, ademais, outro tipo de regulação que se exerce por mecanismos epigenéticos como a metilação e a expressão de micro-RNA. Em conjunto, estes mecanismos são indispensáveis para a expressão coordenada e o funcionamento correto destas plataformas moleculares ante um determinado patogênico ou dano celular. As investigações sobre os diversos componentes dos inflamassomas e sua inibição controlada estão esclarecendo aspectos que permitirão controlar doenças associadas com estes complexos moleculares.

La inflamación es una respuesta biológica rápida del sistema inmune en tejidos vasculares, dirigida a eliminar estímulos capaces de producir daño y a iniciar la curación y la reparación. Los complejos macromoleculares denominados inflamasomas están constituidos por un receptor NOD (NLR), un receptor de AIM2 (ausente en melanoma 2) el ALR, la proteína tipo punto asociada a apoptosis (ASC) y la procaspasa-1, los cuales pueden ser activados por variación en la concentración iónica y de ATP intracelular y extracelular, por desestabilización del fagolisosoma, por internalización de cristales insolubles y por mecanismos de oxidoreducción, lo cual permitirá la activación de la plataforma molecular y el consiguiente procesamiento de las prointerleuquinas inflamatorias a sus formas activas. En la actualidad existen dos nodos de señalización utilizados por los inflamasomas: canónica y no canónica para generar respuestas efectoras. Datos recientes vinculan al inflamasoma NLRP3, la IL-1b y a la IL-18, en el desarrollo y evolución de enfermedades tales como: ateroesclerosis, diabetes tipo II, hiperhomocisteinemia, gota, malaria e hipertensión arterial e identificaron esta cascada, como un blanco quimioterapéutico ideal para la prevención de estas patologías. En esta revisión se discutirán los mecanismos de activación y regulación del inflamasoma que estimulan, modulan y resuelven los procesos inflamatorios. Inflammation is a rapid biologic response of the immune system in vascular tissues, directed to eliminate stimuli capable of causing damage and begin the process of repair. The macromolecular complexes known as “inflammasomes” are formed by a receptor, either NOD (NLR) or ALR, the receptor absent in melanoma 2 (AIM2). In addition, the inflammasome is formed by the speck-like protein associated to apoptosis (ASC) and procaspase-1, that may be activated by variations in the ionic and intracellular and extracellular ATP concentrations; and the loss of stabilization of the fagolisosomme by internalization of insoluble crystals and redox mechanisms. As a result, there is activation of the molecular platform and the processing of inflammatory prointerleukins to their active forms. There are two modalities of activation of the inflammasome: canonical and non-canonical, both capable of generating effector responses. Recent data associate NLRP 3, IL-1b and IL-18 in the pathogenesis of a variety of diseases, including atherosclerosis, type II diabetes, hyperhomocysteinemia, gout, malaria and hypertension. The inflammasome cascade is emerging as a new chemotherapeutic target in these diseases. In this review we shall discuss the mechanisms of activation and regulation of the inflammasome that stimulate, modulate and resolve inflammation.

La interleuquina-1β (IL-1β) es una citoquina proinflamatoria central en procesos fisiopatológicos, sintetizada como un precursor (proIL-1β) que debe ser procesado proteolíticamente para la generación de su forma activa. En esta Tesis determinamos que los neutrófilos humanos altamente purificados liberan IL-1β en respuesta a estímulos infecciosos como el lipopolisacárido (LPS) y estériles, como los cristales de urato monosódico (MSU), así como también frente al primado con LPS y posterior estimulación con ATP. Los efectos de inhibidores específicos y la capacidad de los agonistas de inducir la activación de la caspasa-1 sugirieron que la secreción de IL-1β es dependiente de caspasa-1 y de las serinproteasas elastasa y/o proteinasa 3. Nuestros hallazgos realizados con neutrófilos de pacientes incapaces de activar a la enzima generadora de intermediarios reactivos del oxígeno (IRO) NADPH oxidasa, con una línea celular neutrofílica carente de actividad de esta enzima, y con un inhibidor específico de la misma, sugirieron que el evento de secreción de IL-1β madura de la célula requiere de la actividad de la NADPH oxidasa. Sin embargo, el procesamiento de la proIL-1β es regulado negativamente por los IRO, los cuales ejercen un efecto inhibitorio sobre la caspasa-1. Esta compleja regulación de la secreción de IL-1β que depende del estado rédox celular podría constituir un mecanismo fisiológico de control de procesos inflamatorios dependientes de IL-1β donde el neutrófilo cumple un papel destacado. Interleukin-1β (IL-1β) is a major pro-inflammatory cytokine involved in pathophysiological processes. It is synthesized as a precursor (pro-IL-1β) which must be cleaved to become biologically active. In this work we determined that highly purified human neutrophils release IL-1β in response to infectious and sterile stimuli, like LPS or monosodium urate crystals, respectively, and also to LPS-priming plus ATP stimulation. By using specific inhibitors and monitoring caspase-1 activation induced by the above-mentioned agonists, we determined that IL-1β secretion is dependent on caspase-1 and the serine-proteases elastase and/or proteinase-3. Our findings with neutrophils from patients lacking NADPH oxidase activity, as well as with both, a NADPH oxidase-deficient neutrophilic cell line and a specific inhibitor of this enzyme, showed that the event of mature IL-1β release requires the activity of the NADPH oxidase. However, pro-IL-1β processing is negatively regulated by reactive oxygen species, which inhibit caspase-1 activity. These findings show a complex redox regulation of IL-1β secretion that could constitute a physiological mechanism to control IL-1β-dependent inflammatory processes where neutrophils play a pivotal role. Fil: Gabelloni, María Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

El efecto citotóxico de las drogas antitumorales es producido mediante la inducción de apoptosis. Esta observación implica la posibilidad de que los factores que afecten la activación de caspasas pueden ser determinantes importantes como sensibilizantes a los tratamientos antitumorales. Aquí, examinamos el efecto de la sobreexpresión de caspasa-1 en la respuesta a la quimio y radioterapia. La expresión de la caspasa-1 mediada por un vector adenoviral fue capaz de matar directamente a las células y de sensibilizar las restantes a cisplatino o radiación gamma in vitro. En células HeLa transfectadas establemente con caspasa-1, la sensibilización a cisplatino fue debida a una amplificación en la vía mitocondrial de apoptosis inducida por cisplatino pero este efecto es independiente del estado de p53, JNK o p38 en la célula. The cytotoxic effect of anticancer drugs has been shown to involve induction of apoptosis. This observation raises the possibility that factors affecting caspase activation might be important determinants as anticancer drug sensitivity. Ectopic expression of caspase-1 has been shown to trigger apoptosis. Here, we examine the effect of caspase-1 over-expression on the response to chemotherapy and radiotherapy. Caspase-1 expression mediated by an adenoviral vector was able to kill directly cells and to sensitize the remaining cells to cisplatin or gamma-radiation in vitro. In HeLa cells stably transfected with caspase-1, sensitisation to cisplatin was due to an amplification of the cisplatin-induced mitochondrial apoptotic pathway activation but this effect is independent of p53, JNK or p38 status.

El efecto citotóxico de las drogas antitumorales es producido mediante la inducción de apoptosis. Esta observación implica la posibilidad de que los factores que afecten la activación de caspasas pueden ser determinantes importantes como sensibilizantes a los tratamientos antitumorales. Aquí, examinamos el efecto de la sobreexpresión de caspasa-1 en la respuesta a la quimio y radioterapia. La expresión de la caspasa-1 mediada por un vector adenoviral fue capaz de matar directamente a las células y de sensibilizar las restantes a cisplatino o radiación gamma in vitro. En células HeLa transfectadas establemente con caspasa-1, la sensibilización a cisplatino fue debida a una amplificación en la vía mitocondrial de apoptosis inducida por cisplatino pero este efecto es independiente del estado de p53, JNK o p38 en la célula.