| Resumen: | Fibrose pulmonar (FP) é o resultado de um processo de lesão crônica no qual fibroblastos se tornam ativados e passam a secretar e depositar grandes quantidades de matriz extracelular (ECM). Este fato leva uma dificuldade na degradação da ECM, seguido por rigidez tecidual, perda de função tecidual e morte. A frutose-1,6-bisfosfato é um metabólito intermediário da rota glicolítica que vem sendo estudada há vários anos e tem demonstrado ações protetoras em diferentes tipos celulares e tecidos. Há evidências de que a FBP é capaz de prevenir o desenvolvimento da FP induzida por bleomicina (BLM) em camundongos, mas o mecanismo pelo qual isso acontece ainda é desconhecido. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da FBP sobre a prevenção e/ou regulação do processo fibrótico em um modelo experimental de FP in vivo e em células pulmonares in vitro. Para isso, tratamos animais que receberam BLM intratraqueal com FBP por 14 dias. Ainda, utilizamos culturas primárias de fibroblastos e miofibroblastos pulmonares extraídos de camundongos saudáveis e fibróticos, respectivamente. Analisamos, a função pulmonar, a expressão gênica de subtipos de colágenos e outros componentes importantes no processo fibrotico, assim como as taxas de proliferação, contração e migração celular, além das proteínas envolvidas na degradação da ECM.No modelo de FP, a FBP foi capaz de melhorar significativamente a função pulmonar, como demonstrado pela redução do depósito de colágeno e diminuição da expressão de genes relacionados à ECM, como colágeno e fibronectina. In vitro, miofibroblastos tratados com FBP por 3 dias demonstraram uma menor taxa de proliferação, contração e migração, o que são indícios de desativação e reversão fenotípica. Além disso, a FBP também diminui a expressão de genes e proteínas relacionados à ECM, como colágeno, fibronectina e actina de músculo liso α em cultura primária de miofibroblastos. MMP1, uma colagenase responsável pela degradação da ECM, teve sua expressão aumentada, enquanto a TIMP-1, um inibidor da MMP1, diminuiu. MMP2, que está associada ao aumento da invasão do tecido por miofibroblastos, também teve sua expressão diminuída. Nossos resultados demonstram que a FBP pode prevenir o desenvolvimento de FP induzida por BLM através da redução da produção e depósito de colágeno e outros componentes de ECM e isso pode ser mediado através do aumento da produção de MMP1 e diminuição da TIMP-1, o que promoveria uma degradação efetiva da ECM depositada no tecido.
Pulmonary fibrosis (PF) is the result of chronic injury where fibroblasts become activated and secrete large amounts of extracellular matrix (ECM), leading to impaired ECM degradation followed by tissue stiffness, loss of lung function and death. Fructose-1,6-bisphosphate is a metabolite from glycolytic pathway that has been studied for many years and showing beneficial actions in different cell lines and tissues. In a recent study from our laboratory, FBP was able to prevent the development of FP bleomycin (BLM)-induced on mice, but the underlying mechanism is still unknown. In this way, the objective of this study was to evaluate the effects of FBP under prevention and regulation of fibrotic process in PF mouse model and lung fibroblasts. In this way, we treated mice that received BLM intratracheally with FBP for 14 days.We also extracted lung fibroblasts and myofibroblasts from healthy and fibrotic animals, respectively. We analyzed lung function, gene expression of collagen subtypes and other important components of ECM, as well proliferation, contraction and migration rates, and proteins involved in ECM degradation. In PF mice model, lung function was improved by FBP as revealed by reduced collagen deposition and downregulation of ECM gene expression such as collagens and fibronectin. Myofibroblasts treated with FBP for 3 days in vitro showed decreased proliferation, contraction, and migration, which are characteristic of myofibroblast to fibroblast phenotype reversal. ECM-related genes and proteins such as collagens, fibronectin and α-smooth muscle actin, were downregulated in FBP-treated myofibroblasts in vitro. Moreover, MMP1, responsible for ECM degradation, and TIMP-1, a MMP1 inhibitor, were up and down regulated, respectively. MMP2, which is associated with fibroblast invasion on tissue, also was downregulated. These results demonstrate that FBP may prevent bleomycininduced PF development through reduced expression of collagen and other ECM components mediated by a reduced TIMP-1 and increased MMP1 production, which would allow a better ECM degradation. |
