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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.17.2018.tde-23042018-150809
Document
Author
Full name
Luis Eduardo Alves Damasceno
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Alves Filho, José Carlos Farias (President)
Medeiros, Alexandra Ivo de
Basso, Alexandre Salgado
Farias, Alessandro dos Santos
Title in Portuguese
Envolvimento da enzima Piruvato Quinase M2 (PKM2) na diferenciação de linfócitos Th17 e patogênese da encefalomielite autoimune experimental
Keywords in Portuguese
Autoimunidade; Linfócitos Th17; PKM2
Abstract in Portuguese
Nos últimos anos, um importante destaque tem sido dado aos linfócitos Th17 para o desenvolvimento e manutenção da inflamação associada à autoimunidade. A esclerose múltipla é uma doença autoimune desmielinizante do SNC, cuja patogênese está associada à resposta do padrão Th17. Evidências têm demonstrado que estas células são submetidas a uma reprogramação metabólica após serem ativadas, sendo essa adequação essencial para sua completa diferenciação e aquisição de funções efetoras. A enzima Piruvato Quinase M2 (PKM2) participa da etapa final da glicólise convertendo fosfoenolpiruvato em piruvato. Estudos recentes demonstraram que a fosforilação de PKM2 a torna capaz de translocar para o núcleo, onde adquire um papel no controle da expressão gênica. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o envolvimento da PKM2 na diferenciação de linfócitos Th17, bem como sua participação no desenvolvimento da encefalomielite autoimune experimental (EAE), um modelo animal de esclerose múltipla. Observou-se que durante o processo de diferenciação, os linfócitos Th17 aumentam a expressão gênica de PKM2 bem como a sua forma fosforilada (Y105). De forma interessante, tanto a inibição farmacológica como a deleção gênica da PKM2 especificamente em linfócitos T promoveram uma redução da diferenciação e expansão da subpopulação Th17, que foi associada com diminuição na expressão de moléculas efetoras e fatores de transcrição chave para o estabelecimento do fenótipo Th17. Em um contexto de resposta autoimune, notou-se que PKM2 é superexpressa nos órgãos linfóides periféricos e sistema nervoso central de animais com EAE, sendo correlacionada com o infiltrado de células inflamatórias. Corroborando com os dados in vitro, a deficiência de PKM2 em linfócitos T promoveu redução dos sinais clínicos da EAE, acompanhada de baixa frequência de linfócitos Th17 e menor expressão de moléculas inflamatórias do perfil Th17. Adicionalmente, o tratamento farmacológico com o inibidor da PKM2 atenuou a progressão e gravidade da EAE. Portanto, esses achados implicam um importante papel para PKM2 em doenças autoimunes por regular o desenvolvimento e função de linfócitos Th17.
Title in English
Involvement of the enzyme Pyruvate Kinase M2 (PKM2) in the differentiation of Th17 lymphocytes and pathogenesis of experimental autoimmune encephalomyelitis
Keywords in English
Autoimmunity; PKM2; Th17 lymphocytes
Abstract in English
Over the past few years, an important highlight has been given to Th17 lymphocytes for the development and maintenance of autoimmunity-associated inflammation. Multiple sclerosis is a CNS demyelinating autoimmune disease that is associated to Th17-mediated response. Some evidences have demonstrated that those cells undergo metabolic reprogramming after being activated, which is essential for their complete differentiation and acquisition of effector functions. The enzyme Pyruvate kinase M2 (PKM2) participates at the final step of glycolysis by converting phosphoenolpyruvate into pyruvate. Recent studies have demonstrated that PKM2 phosphorylation allows its translocation into the nucleus, where it plays a role in controlling gene expression. Thus, the aim of this study was to evaluate the involvement of PKM2 in Th17 lymphocytes differentiation, as well as its role in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), an animal model for multiple sclerosis. It was perceived that during differentiation process, Th17 lymphocytes increase PKM2 gene expression, and also its phosphorylated form (Y105). Interestingly, both pharmacological inhibition and T-lymphocyte-specific PKM2 gene deletion promoted a reduction in differentiation and expansion of Th17 subpopulation, being associated to diminished expression of effector molecules and key transcription factors for the establishment of Th17 phenotype. In the context of an autoimmune response, it was noticed that PKM2 is overexpressed in peripheral lymphoid organs and central nervous system of EAE-bearing mice, which was correlated with the inflammatory cell infiltration. Corroborating with in vitro data, the deficiency of PKM2 in T lymphocytes led to a reduction of EAE clinical score along with low Th17 frequency and diminished expression of Th17-related inflammatory molecules. Additionally, pharmacological treatment with the PKM2 inhibitor attenuated EAE progression and severity. Therefore, these findings imply an important role for PKM2 in autoimmune diseases by regulating the development and function of Th17 lymphocytes.
 
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Publishing Date
2018-05-21
 
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