Patulina inibe a produção de óxido nítrico induzida por LPS ao suprimir a via de sinalização das MAP quinases

Patulin (PAT) is a fungi-derived natural product with immunosuppressive properties, but the signaling pathways involved in the effect of PAT remain undefined. This work aimed to evaluate the effect of PAT in lipopolysaccharide (LPS)-activated murine peritoneal macrophages. For this purpose, murine peritoneal macrophages were stimulated with LPS and treated with PAT at different concentrations (62.5-4,000 ng/ml). Cell viability assay showed that PAT at concentrations up to 250 ng/ml did not affect macrophage viability. Then, nitric oxide response was evaluated using the nontoxic PAT concentrations (62.5; 125; and 250 ng/ml). As a result, PAT, at concentration of 250 ng/ml, significantly reduced nitric oxide production (by 98.4%), inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression (by 83.5%), and iNOS messenger ribonucleic acid expression (by 100.0%) in the cells stimulated with LPS. Next, we investigated whether PAT interferes with interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-10, and tumor necrosis factor (TNF)-α release. PAT significantly reduced LPS-induced IL-1β release (by 80.6%), without interfering with the production of IL-6, IL-10, and TNF-α. Moreover, PAT significantly reduced cluster of differentiation (CD) 69 (by 63.1%) and Toll-like receptor (TLR) 4 (by 91.9%) protein expression in the presence of LPS, without altering the gene expression of these proteins. Finally, to investigate PAT mechanism of action, mitogen-activated protein (MAP) kinase phosphorylation analysis was performed. PAT significantly reduced LPS-triggered phosphorylation of all MAP kinases assessed: extracellular signal-regulated kinase (ERK; by 89.5%), c-Jun N-terminal kinase (JNK; by 77.5%), and p38 (by 72.3%). Taken together, these data suggest that PAT downregulates acute inflammatory response, inhibiting nitric oxide production by suppressing CD69-TLR4/ERK-JNK-p38 MAP kinases/Nos2/iNOS signaling pathway in murine peritoneal macrophages. Thus, PAT could become a promising pharmacological tool for the control of inflammation, capable of completely inhibiting the nitric oxide pathway. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A patulina (PAT) é um produto natural derivado de fungos com propriedades imunossupressoras. No entanto, as vias de sinalização envolvidas no efeito da PAT permanecem indefinidas. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da PAT em macrófagos peritoneais murinos ativados com lipopolissacarídeo (LPS). Para isso, macrófagos peritoneais murinos foram estimulados com LPS e tratados com a PAT em diferentes concentrações (62,5-4.000 ng/ml). O ensaio de viabilidade celular mostrou que a PAT em concentrações de até 250 ng/ml não afetou a viabilidade dos macrófagos. Então, foi avaliada a produção de óxido nítrico usando as concentrações não tóxicas de PAT (62,5; 125 e 250 ng/ml). Como resultado, a PAT, na concentração de 250 ng/ml, reduziu significativamente a produção do óxido nítrico (98,4%), a expressão da óxido nítrico sintase induzida (iNOS; 83,5%) e a expressão do ácido ribonucleico mensageiro da iNOS (100,0%) nas células estimuladas com o LPS. Em seguida, foi investigado se a PAT interfere na produção de interleucina (IL) 1β, IL-6, IL-10 e fator de necrose tumoral (TNF)-α. A PAT reduziu significativamente a produção da IL-1β (80,6%) induzida pelo LPS, sem interferir na produção da IL-6, IL-10 e TNF-α. Além disso, a PAT reduziu significativamente a expressão das proteínas grupamento de diferenciação (CD) 69 (63,1%) e receptor do tipo Toll (TLR) 4 (91,9%) na presença do LPS, sem alterar a expressão gênica dessas proteínas. Por fim, para investigar o mecanismo de ação da PAT, foi realizada a análise da fosforilação das proteínas ativadas por mitógenos (MAP) quinases. A PAT reduziu significativamente a fosforilação induzida pelo LPS de todas as MAP quinases avaliadas: quinase regulada por sinal extracelular (ERK; 89,5%), quinase N-terminal c-Jun (JNK; 77,5%) e p38 (72,3%). Em conjunto, esses dados inéditos sugerem que a PAT regula negativamente a resposta inflamatória aguda, inibindo a produção de óxido nítrico ao suprimir a via de sinalização CD69-TLR4/MAP quinases ERK-JNK-p38/Nos2/iNOS em macrófagos peritoneais murinos. Assim, a PAT pode se tornar uma ferramenta farmacológica promissora para o controle da inflamação, capaz de inibir completamente a via do óxido nítrico.