Bothrops moojeni snake venom induces an inflammatory response in preadipocytes: insights into a new aspect of envenomation

Bothrops envenomation is a public health problem in Brazil. Despite the advances in the knowledge of the pathogenesis of systemic and local effects induced by Bothrops venom, the target tissues to this venom are not completely characterised. As preadipocytes are important cells of the adipose tissue and synthesize inflammatory mediators, we investigated the ability of B. moojeni snake venom (Bmv) to stimulate an inflammatory response in 3T3-L1 preadipocytes in vitro, focusing on (1) the release of PGE2, IL-6, TNF-α, MCP-1, KC, leptin and adiponectin; (2) the mechanisms involved in PGE2 release and (3) differentiation of these cells. Cytotoxicity of Bmv was determined by MTT assay. The concentrations of PGE2, cytokines and adipokines were quantified by EIA. Participation of the COX-1 and COX-2 enzymes, NF-κB and PGE2 receptors (EP1-4) was assessed using a pharmacological approach, and protein expression of the COX enzymes and P-NF-κB was analysed by western blotting. Preadipocyte differentiation was quantified by Oil Red O staining. Bmv (1 μg/mL) induced release of PGE2, IL-6 and KC and increased expression of COX-2 in preadipocytes. Basal levels of TNF-α, MCP-1, leptin and adiponectin were not modified. Treatment of cells with SC560 (COX-1 inhibitor) and NS398 (COX-2 inhibitor) inhibited Bmv-induced PGE2 release. Bmv induced phosphorylation of NF-κB, and treatment of the cells with TPCK and SN50, which inhibit distinct NF-κB domains, significantly reduced Bmv-induced PGE2 release, as did the treatment with an antagonist of PGE2 receptor EP1, unlike treatment with antagonists of EP2, EP3 or EP4. Bmv also induced lipid accumulation in differentiating cells. These results demonstrate that Bmv can activate an inflammatory response in preadipocytes by inducing the release of inflammatory mediators; that PGE2 production is mediated by the COX-1, COX-2 and NF-κB pathways; and that engagement of EP1 potentiates PGE2 synthesis via a positive feedback mechanism. Our findings highlight the role of the adipose tissue as another target for Bmv and suggest that it contributes to Bothrops envenomation by producing inflammatory mediators.

Estudo dos efeitos do Veneno da serpente Crotalus durissus terrificus quanto à produção de mediadores imunomodulatórios em pré-adipócitos / Study of the effects of the Venom of the snake Crotalus durissus terrificus on the production of immunomodulatory mediators in pre-adipocytes

Ophidic accidents are a major public health problem in tropical regions around the world and are included in the WHO list of neglected diseases. The envenomation caused by the Crotalus durissus terrificus is responsible for the highest mortality in Brazil[...]

Acidentes ofídicos constituem um importante problema de saúde pública em regiões tropicais do mundo e estão incluídas na lista de doenças negligenciadas da OMS. O envenenamento causado pela serpente Crotalus durissus terrificus é responsável pelo maior índice de letalidade do Brasil. O veneno desta serpente exerce efeito neurotóxico, miotóxico e imunomodulatório. Os efeitos imunomodulatórios ainda não foram esclarecidos e as ações deste veneno, em células produtoras de mediadores que regulam o processo inflamatório, foram pouco estudadas. Neste sentido, as células do tecido adiposo constituem uma fonte importante de mediadores inflamatórios e anti-inflamatórios, uma vez que o tecido adiposo é um órgão endócrino, que contribui para processos fisiológicos e fisiopatológicos. Em mamíferos, existem dois tipos de tecido adiposo, o Tecido adiposo branco e o Tecido adiposo marrom. O tecido adiposo branco contribui para a atividade metabólica do organismo e produz uma ampla variedade de mediadores, que participam de doenças metabólicas e de natureza inflamatória. Dentre esses mediadores estão a prostaglandina E2 (PGE2) e a IL-10. A PGE2 é um importante mediador pró-inflamatório e imunomodulatório, que também regula a diferenciação de pré-adipócitos em adipócitos maduros. A interleucina-10 (IL-10) é uma citocina envolvida em efeitos anti-inflamatórios e imunomodulatórios, que incluem a inibição de funções de macrófagos e de células T. Considerando essas informações, o presente estudo tem como objetivo avaliar os efeitos do veneno de Crotalus durissus terrificus (VCdt), na produção dos mediadores imunomodulatórios PGE2 e IL-10, em pré-adipócitos. Para tanto, pré-adipócitos da linhagem 3T3-L1 foram cultivados em meio de cultura DMEM, suplementado com soro fetal bovino 10%. Estas células foram incubadas com diferentes concentrações do VCdt (0,5, 1, 5 ou 10 μg / mL) ou DMEM (controle), por diferentes períodos de tempo (1 - 24 h). A viabilidade celular foi avaliada pelo ensaio do MTT. As concentrações de PGE2 e IL-10 foram determinadas nos sobrenadantes das culturas, por ensaio imunoenzimático (EIA). Os resultados mostraram que o VCdt não alterou a viabilidade celular em nenhuma 9 das concentrações e períodos de tempo avaliados; a concentração de 10 μg / mL de VCdt foi então definida para os estudos subsequentes. O VCdt induziu uma liberação significativa de PGE2 nos períodos de 3 a 24 h de incubação, em comparação aos respectivos controles. Além disso, o VCdt induziu uma liberação significativa de IL- 10, após 48 h de incubação, mas não nos demais períodos de tempo estudados, em comparação aos controles. Em conclusão, os dados mostraram a capacidade do VCdt, em concentração não citotóxica, estimular pré-adipócitos em cultura e induzir a liberação dos mediadores PGE2 e IL-10 por estas células. Além disso, este estudo aponta o tecido adiposo como alvo importante do veneno crotálico, para a geração de mediadores imunomodulatórios.