Resumo: Macrófagos são células extremamente plásticas, adaptáveis e multifuncionais. Para exercerem suas funções, o metabolismo celular de macrófagos é finamente regulado, adaptando-se de acordo com a necessidade energética e metabólica. Estímulos pró-inflamatórios, como a presença de bactérias gram-negativas, vírus (como SARS-CoV-2) ou ácidos graxos livres (FFA - como encontrados em indivíduos obesos) induzem metabolismo glicolítico, associado à redução da produção de ATP pelas mitocôndrias e produção de citocinas pró-inflamatórias. O fator induzido por hipóxia subunidade 1 alfa (HIF-1?) é um importante regulador tanto da mudança para o perfil pró-inflamatório quanto do metabolismo energético de macrófagos. Sendo assim, o objetivo deste projeto foi compreender o papel de HIF-1? na polarização e regulação metabólica de macrófagos frente a diferentes estímulos inflamatórios. Observamos que macrófagos murinos estimulados com LPS e IFN-? apresentam redução na respiração mitocondrial e na expressão dos componentes da cadeia transportadora de elétrons (ETC). Demonstramos que a deleção de HIF-1? em células mieloides foi suficiente para restaurar a respiração mitocondrial e a expressão de componentes da ETC, em um mecanismo dependente do controle transcricional das enzimas aconitato decarboxilase 1 (responsável pela conversão de aconitato em itaconato) e óxido nítrico sintase 2 (responsável pela produção de óxido nítrico). Também evidenciamos que monócitos infectados com SARS-CoV-2 apresentam elevada produção de espécies reativas de oxigênio mitocondrial (mtROS), o que leva à ativação de HIF-1? e consequente aumento da glicólise. Demonstramos que a excessiva produção de citocinas por monócitos resulta na redução da proliferação e produção de IFN-? por linfócitos Th1. Ainda, em modelos de inflamação de baixo grau, como a obesidade induzida por dieta, descrevemos que a presença de ácidos graxos livres (como o palmitato) induz ativação de HIF-1?, levando à fissão mitocondrial e produção de citocinas pró-inflamatórias, num mecanismo dependente de BCL2 Interacting Protein 3 (BNIP3). Em conjunto, nossos dados demonstram que diferentes estímulos inflamatórios induzem a ativação de HIF-1? e seus genes alvo, os quais controlam morfologia e a atividade mitocondrial via adaptações metabólicas e modulação do perfil inflamatório Ver menos

Abstract: Macrophages are cells highly plastic, adaptable, and multifunctional. The cellular metabolism of macrophages is finely regulated according to the energetic and metabolic requirements required to perform their functions. Pro-inflammatory stimuli, such as the presence of gram-negative bacteria, viruses (such as SARS-CoV-2) or free fatty acids (FFA - as found in high concentrations in obese individuals) induce a glycolytic metabolism. This process associated with reduced ATP production by the mitochondria and production of pro-inflammatory cytokines. The hypoxia-induced factor 1 alpha subunit (HIF-1?) has been shown to be an important regulator of the proinflammatory profile and metabolic adaptation of macrophages. The aim of this stuy is to determine the role of the transcription factor HIF-1? in the polarization and metabolic adaptation of macrophages against different inflammatory stimuli. We observed that murine macrophages stimulated with LPS and IFN-? reduce mitochondrial respiration and expression of components of the electron transport chain (ETC). We demonstrate that the deletion of HIF-1? in myeloid cells is sufficient to restore mitochondrial respiration and ETC expression in a mechanism dependent on transcriptional control of the enzymes aconitate decarboxylase 1 (responsible for converting aconitate into itaconate) and nitric oxide synthase 2 (responsible by the production of nitric oxide). We also demonstrate that monocytes infected with SARS-CoV-2 have high production of mitochondrial reactive oxygen species (mtROS), which leads to activation of HIF-1? and subsequent glycolysis. We demonstrate that the excessive production of cytokines by monocytes leads to an impaired proliferation and production of IFN-? by Th1 lymphocytes. We also observed that in models of low-grade inflammation, such as diet-induced obesity, FFAs induce activation of the HIF-1? pathway, leading to mitochondrial fission and the production of pro-inflammatory cytokines in a mechanism dependent of BCL2 Interacting Protein 3 (BNIP3). Together, our data show several inflammatory stimuli that induce the activation of HIF-1? and its target genes, which control mitochondrial morphology and activity via metabolic adaptation and the subsequent inflammatory profile Ver menos