Papel das Galectinas-1, -3 e -9 em doenças inflamatórias crônicas da pele.

Abstract

As respostas imunes que envolvem as inflamações crônicas da pele, tais como psoríase e dermatite, são complexas e evidenciam o desafio no diagnóstico clínico, sendo fundamental o estudo de biomarcadores para melhor definição dessas doenças o que contribuirá para uma terapia personalizada. Nesse contexto, destacamos as galectinas (Gal), proteínas caracterizadas por uma sequência conservada de 135 aminoácidos no domínio reconhecedor de carboidrato (CRD) responsável pela afinidade à ligação com açúcares β-galactosídeos. Nas inflamações da pele, o papel das galectinas-1, -3 e -9 tem sido mostrado nas dermatites e psoríase, podendo atuar com papel pró ou anti-inflamatório e, com isso, avaliamos o padrão de expressão das Gal-1, -3 e -9 e sua relação com as células inflamatórias na psoríase (Ps) e dermatite atópica (DA). Também, avaliamos in vitro o efeito da administração das galectinas recombinantes na produção de citocinas pelos queratinócitos, linhagem HaCaT, estimulados por TNF-α/IFN- ou IL-17 ou IL-4. Nos estudos, foram utilizadas biópsias de pele humana diagnosticadas para Ps ou DA (n = 10/9, respectivamente) e de camundongos Balb/c em modelo de DA induzida pela ovalbumina de galinha. Para o grupo controle, foram utilizadas biópsias de margens de pele clinicamente normais removidas junto com tumores de pele (n=10). A DA foi caracterizada por níveis aumentados de Gal-9 na pele de camundongo e humana, especialmente na epiderme, com influxo acentuado de eosinófilos e mastócitos positivos para Gal-9 em comparação com o grupo de controle. In vitro, a Gal-9 mostrou efeito imunomodulador nos queratinócitos, diminuindo a liberação de IL-6 em queratinócitos estimulados por IL-4 ou aumentando os níveis de IL-6 e RANTES quando estimuladas por IL-17 ou TNF-α/IFN-, respectivamente. Sob o estímulo com IL-17, o tratamento com Gal-9 também alterou a taxa de proliferação das células. Em relação às Gal-1 e Gal-3, diferentes padrões de expressão das proteínas e RNAm foram mostrados na epiderme de pacientes com DA e Ps. A Gal-3 apresentou intensa imunorreatividade na epiderme de pacientes com DA, e redução na intensidade em amostras de Ps, enquanto o padrão oposto foi detectado para Gal-1 (mais fortemente expresso na Ps). As peles com DA e Ps mostraram células inflamatórias imunopositivas para Gal-1 e Gal-3. In vitro, a adição de Gal-3 anulou a liberação de IL-6 e RANTES em queratinócitos estimulados por IL-4 e IL-17A, enquanto a Gal-1 reduziu a liberação de IL-6, IL-8 e RANTES em células estimuladas por IL-17A. Sob condições de estimulação por IL-4, a Gal-1 reduziu as taxas de migração dos queratinócitos, e sob estimulação com IL-17A ambas as galectinas aumentaram a migração celular em comparação com células não tratadas. No geral, níveis aumentados de Gal-9 na pele com DA contribuem para o controle da resposta inflamatória e do processo proliferativo dos queratinócitos, sugerindo esta lectina como um alvo terapêutico relevante para a DA e sendo um biomarcador para sua severidade. Além disso, as Gal-1 e Gal-3 representam biomarcadores potenciais para diferenciar as biópsias de pele com Ps e DA e, seus efeitos imunorreguladores e de migração nos queratinócitos, as tornam ferramentas terapêuticas interessantes.

Immune responses that involve chronic skin inflammation, such as psoriasis and dermatitis, are complex and demonstrate the challenge in clinical diagnosis, and the study of biomarkers is essential to better define these pathologies, which will contribute to personalized therapy. In this context, we highlight galectins (Gal), proteins characterized by a conserved sequence of 135 amino acids in the carbohydrate recognizing domain (CRD) responsible for binding affinity with β-galactoside sugars. In skin inflammation, the role of Gal-1, -3, and -9 has been shown in dermatitis and psoriasis, and may act as a pro or anti-inflammatory role and, thus we evaluated the expression pattern of galectins-1, -3, and -9 and its relationship with inflammatory cells in psoriasis (Ps) and atopic dermatitis (AD). Also, evaluated in vitro the effect of administration of recombinant galectins on the production of cytokines by keratinocytes, HaCaT cell line, stimulated by TNF-α/IFN- or IL-17 or IL-4. In our studies, human skin biopsies diagnosed for Ps or AD (n = 10/9, respectively) and a Balb/c mouse in a chicken ovalbumin-induced AD model. For the control group, biopsies of clinically normal skin margins removed along with skin tumors (n=10) were used. AD was characterized by increased levels of Gal-9 in mouse and human skin, especially in the epidermis, and with a marked influx of Gal-9 positive eosinophils and mast cells compared to the control group. Our findings are different expression patterns for Gal-1 and Gal-3 proteins and mRNA in the epidermis of patients with AD and Ps. Gal-3 showed intense immunoreactivity in the epidermis of patients with AD, and reduced intensity in Ps samples, while the opposite pattern was detected for Gal-1 (more strongly expressed in Ps). Skins with AD and Ps showed immunopositivity for inflammatory cells to Gal-1 and Gal-3. In vitro, Gal-9 showed an immunomodulatory effect on keratinocytes, decreasing IL-6 release in IL-4-stimulated keratinocytes or increasing IL-6 and RANTES levels when stimulated by IL-17 or TNF-α/IFN-, respectively. Under IL-17 stimulation, Gal-9 treatment also altered the rate of cell proliferation. Regarding Gal-1 and Gal-3, different expression patterns of proteins and mRNA were shown in the epidermis of patients with AD and Ps. Gal-3 showed intense immunoreactivity in the epidermis of patients with AD, and reduced intensity in Ps samples, while the opposite pattern was detected for Gal-1 (strongly expressed in Ps). Skins with AD and Ps showed immunopositivity for inflammatory cells to Gal-1 and Gal-3. In vitro, Gal-3 addition canceled the release of IL-6 and RANTES in IL-4 and IL- 17A-stimulated keratinocytes, while Gal-1 reduced the release of IL-6, IL-8, and RANTES in IL17A-stimulated cells. Under IL-4 stimulation conditions, Gal-1 reduced keratinocyte migration rates, and under IL-17A stimulation both galectins increased cell migration compared to untreated cells. In general, increased levels of Gal-9 in AD skin contribute to control the inflammatory response and proliferative process of keratinocytes, suggesting this lectin is a relevant therapeutic target for AD and being a biomarker for its severity. In addition, Gal-1 and Gal-3 represent as potential biomarkers to differentiate Ps and AD skin biopsies, and their immunoregulatory and migrating effects on keratinocytes make them interesting therapeutic tools.