Investigação da expressão do gene IFIH1 em mulheres com pré-eclampsia e do efeito do bloqueio desta helicase na indução de genes relacionados à hipertensão arterial

Abstract

A hipertensão arterial (HA) é uma desordem comum com etiologia incerta. Entretanto, sabe-se que a inflamação vascular caracterizada pela infiltração de células do sistema imune é um mecanismo importante no desenvolvimento desta condição. Outro distúrbio hipertensivo conhecido é a pré-eclampsia (PE), uma síndrome específica da gravidez, caracterizada pela ativação excessiva do sistema imunológico materno, levando à inflamação e disfunção endotelial, causando hipertensão. Existem fortes evidências que receptores da imunidade inata (pattern-recognition receptors – PRRs) também tem um importante papel no desenvolvimento da HA e da PE. Os PRRs reconhecem padrões moleculares associados a patógenos (pathogen-associated molecular patterns – PAMPs) ou a ligantes endógenos (danger-associated molecular patterns – DAMPs), ativando diferentes cascatas de sinalização que regulam respostas inflamatórias locais e sistêmicas. Estes receptores incluem retinoic acid-inducible gene I (RIG-I)-like helicases (RLHs), nucleotide-binding oligomerization domain (NOD)-like receptors (NLRs) e toll-like receptors (TLRs). Apesar de alguns estudos já terem ligado a ativação excessiva de PRRs à PE, ainda não é claro como essa ativação leva ao desenvolvimento desta complicação. Dessa forma, visando esclarecer se diferentes PRRs estão realmente associados com PE e como isto ocorre, realizamos uma revisão sistemática da literatura sobre o assunto. Vinte e seis estudos estavam de acordo com os critérios de inclusão e foram revisados: 20 que analisaram expressões de PRRs de acordo com a presença de PE e 6 que investigaram a associação de polimorfismos nos genes para PRRs e esta complicação. Poucos estudos analisaram expressões nos genes RIG-I, IFIH1, TLR-1, 5, 6, 7, 8 e 9 em células do sistema imune ou placentas de mulheres com PE (casos) ou mulheres grávidas saudáveis (controles). Sendo assim, ainda é inconclusivo se estes PRRs estão envolvidos no desenvolvimento da PE. Os resultados dos 10 estudos que analisaram expressões do TLR-2 em casos e controles também são contraditórios. A maioria dos estudos que investigaram expressões do TLR-3 e TLR-4 em casos e controles para PE indicam que estes receptores estão aumentados na placenta ou células imunes de mulheres com PE. Até o momento, polimorfismos nos genes TLR-2, 3, e 4 e NOD-2 não parecem estar associados com o desenvolvimento da PE. O receptor interferon-induced with helicase C domain 1 (IFIH1) é uma NLR que tem um papel importante na imunidade inata contra infecções virais. Interessantemente, um estudo prévio realizado pelo nosso grupo demonstrou uma expressão aumentada do gene IFIH1 em células mononucleares de pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM1) e HA comparado a pacientes normotensos. Além disso, um estudo prévio sugeriu a associação deste receptor com PE. Sendo assim, visando esclarecer o papel do IFIH1 na HA e PE, comparamos a expressão de IFIH1 e as frequências do polimorfismo rs1990760 neste gene entre mulheres com PE (casos) e mulheres grávidas saudáveis (controles). Em um estudo experimental, também avaliamos o efeito do knockdown do IFIH1 com siRNA em uma linhagem de células endoteliais humanas tratadas com ácido nucléico viral sintético (PIC) na expressão de genes relacionados à inflamação, angiogênese e hipertensão. No estudo de caso-controle, a expressão gênica de IFIH1 foi diminuída em placentas de mulheres com PE (n = 44) comparado ao grupo controle (n = 65) (p= 0,049). Após a exclusão das mulheres negras da amostra, esta diferença entre grupos foi mais pronunciada (p= 0,004). As frequências do polimorfismo rs1990760 não diferiram significativamente entre mulheres com PE (n = 59) e mulheres controles (n = 134). Para o estudo experimental, células HUVECs (human umbilical vein endothelial cells) foram transfectadas com um siRNA controle ou com dois diferentes siRNAs contra o IFIH1, por 48 h. Em seguida, as HUVECs foram transfectadas com PIC, por 24h, para mimetizar uma infecção viral. Após este período, o RNA total foi extraído para as análises de expressão gênica. O tratamento com PIC induziu um aumento significativo nas expressões de TNF, IFN-, iNOS, VEGF, ANGPT-2 e ET-1 e o bloqueio do IFIH1 foi capaz de prevenir parcialmente o aumento nestes genes. O tratamento com PIC não induziu a expressão gênica de PGE-2 (p >0,05). Todos os resultados de expressão gênicas foram confirmados nos experimentos usando um segundo siRNA contra IFIH1. O aumento nos níveis proteicos de Ang-II-induzidos por PIC pareceram diminuir após bloqueio do IFIH1, mas esta diferença não atingiu significância formal (p= 0,069). Para avaliar se os genes relacionados à hipertensão e angiogênese poderiam ser induzidos em um ambiente inflamatório não viral, as HUVECs foram tratadas com a citocina pró-inflamatória IFN- por 48 h. O tratamento com esta citocina aumentou significativamente as expressões de STAT-1, PGE-2, ANGPT-2 e VEGF. Estes resultados indicam que um ambiente inflamatório não viral é suficiente para ativar a via do IFIH1 em células endoteliais. Dessa forma, estudos adicionais são necessários para definir quais PAMPs ou DAMPs podem ativar IFIH1 nessas células levando a expressão de genes relacionados à inflamação, angiogênese e hipertensão. Em conclusão, nossos resultados sugerem que a expressão de IFIH1 está diminuída em mulheres com PE, provavelmente contribuindo a patogênese desta complicação. Além disso, experimentos in vitro nas HUVECs demonstraram que o tratamento com PIC é capaz de induzir as expressões de genes relacionadas à inflamação, angiogênese e hipertensão e que o bloqueio do IFIH1 diminui o aumento na expressão destes genes. Este estudo contribuir com um possível novo papel do IFIH1 na patogênese da PE e HA.

Arterial hypertension (AH) is a common disorder with unknown etiology. However, it is known that vascular inflammation characterized by infiltration of immune cells is a key mechanism in the development of this condition. Other recognized hypertensive disorder is preeclampsia (PE), a specific pregnancy syndrome characterized by excessive activation of the maternal immune system, leading to inflammation and endothelial dysfunction, and then causing hypertension. There are strong evidences that innate immunity receptors (pattern-recognition receptors – PRRs) play an important role in the development of AH and PE. PRRs recognize highly conserved pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) as well as endogenous ligands (danger-associated molecular patterns – DAMPs), activating different signaling cascades that regulate local and systemic inflammatory responses. These receptors include retinoic acid-inducible gene I (RIG-I)-like helicases (RLHs), nucleotide-binding oligomerization domain (NOD)-like receptors (NLRs) e toll-like receptors (TLRs). Even though some studies have linked an excessive PRR activation to PE, it is still unclear how this activation might lead to the development of this complication. Therefore, aiming to elucidate if different PRRs are indeed associated with PE and how this occurs, we conducted a systematic review of the literature on the subject. Twenty-six studies met the inclusion criteria and were revised: 20 of them analyzed PRR expressions according to PE presence, and 6 studies investigated the association between PRR polymorphisms and this complication. Only few studies analyzed RIG-I, IFIH1, TLR-1, 5, 6, 7, 8 and 9 expressions in immune cells or placentas from PE women (cases) and healthy pregnant women (controls); therefore, it is still inconclusive if these PRRs are involved in PE. Results from the 10 studies that analyzed TLR-2 expressions in cases and controls are contradictory. The majority of the studies that investigated TLR-3 and TLR-4 expressions in cases and controls indicate that these PRRs are increased in placenta or immune cells from PE women. To date, polymorphisms in TLR-2, 3, and 4 and NOD-2 genes do not seem to be associated with PE development. The interferon-induced with helicase C domain 1 (IFIH1) receptor is a NLR that plays an important role in the innate immunity against viral infections. Interestingly, a previous study published by our group demonstrated an increased IFIH1 expression in mononuclear cells from type 1 diabetic patients with AH compared to normotensive patients. Moreover, this receptor also seems to be associated with PE. Hence, to further investigate the role of IFIH1 in AH and PE, we compared IFIH1 expressions and frequencies of the rs1990760 in this gene between PE women (cases) and healthy pregnant women (controls). In an experimental study, we also evaluated the effect of IFIH1 knockdown with siRNA in a human endothelial cell line treated with synthetic viral nucleic acid (PIC) in the expression of genes related to inflammation, angiogenesis and hypertension. In the case-control study, IFIH1 expression was decreased in placenta from PE women (n = 44) compared to the control group (n = 65) (P= 0.049). After exclusion of black women, the difference between groups was more pronounced (P= 0.004). Frequencies of the rs1990760 polymorphism did not differ significantly between PE women (n = 59) e control women (n = 134). In the experimental study, HUVECs (human umbilical vein endothelial cells) were transfected with either a control siRNA or with two different siRNAs targeting IFIH1 for 48h. Then, HUVECs were transfected with PIC, for 24 h, to mimic a viral infection. After this period, total RNA was extracted for gene expression analyses. PIC treatment induced a significant increase in TNF, IFN-, iNOS, VEGF, ANGPT-2, and ET-1 expressions, and the IFIH1 knockdown was able to partially prevent the up-regulation of these genes. PIC treatment did not influence PGE-2 gene expression (P >0.05). All gene expression results were confirmed in experiments using a second siRNA targeting IFIH1. IFIH1 knockdown seemed to prevent PIC-induced increase of Ang-II protein levels, although this difference did not reach formal statistical significance (P= 0.069). To evaluate if hypertension- and angiogenesis-related genes could be also induced in a non-viral inflammatory environment, HUVECs were treated with the pro-inflammatory cytokine IFN- for 48 h. Treatment with this cytokine significantly increased STAT-1, PGE-2, ANGPT-2 e VEGF gene expressions. These results indicate that a non-viral inflammatory environment is sufficient to activate IFIH1 pathway. Therefore, further studies are necessary to clarify which PAMPs or DAMPs could activate IFIH1 in these cells, leading to the expression of genes related to inflammation, angiogenesis and hypertension. In conclusion, our results suggest that IFIH1 gene expression is decreased in placentas from PE women, probably contributing to PE pathogenesis. Furthermore, the in vitro experiments in HUVECs demonstrated that PIC treatment induces expressions of genes related to inflammation, angiogenesis and hypertension, which is decreased after IFIH1 knockdown. This study adds a new possible role for IFIH1 in the pathogenesis of PE and AH.