Regulação da expressão do ATP, transportador de cassetes de ligação A1 (ABCA1): vias de sinalização independentes e dependentes do colesterol com relevância para doença pulmonar inflamatória

ATP binding casette transporter A1 (ABCA1) é uma proteína transmembrana transportadora ubíquamente expressa em tecido humano, e encontrada em abundância no fígado e pulmões (revisado em ). Enquanto seu papel principal é manter a homeostase lipídica controlando o efluxo de colesterol celular e fosfolipídios, o ABCA1 é cada vez mais reconhecido como tendo funções anti-inflamatórias em uma gama diversificada de doenças onde a inflamação é um mecanismo patogênico subjacente (revisado em ). Assim, dado o papel desempenhado pela ABCA1 na supressão da inflamação, a compreensão das vias de sinalização que regulam a expressão da ABCA1 pode fornecer potenciais estratégias terapêuticas para manter a homeostase do colesterol e tratar condições com inflamação excessiva no futuro.

ABCA1 – efluxo mediado pelo colesterol

ABCA1 transportador desempenha um papel importante na manutenção da homeostase do colesterol celular, participando da via reversa de transporte do colesterol (TCR) . ABCA1 expresso em células periféricas facilita a exportação de colesterol celular para a sua proteína extracelular receptora apolipoproteína-A1 (apoA-1) . Em macrófagos, o ABCA1 interage com o apoA-1 para desenvolver a lipoproteína de alta densidade nascente (HDL) antes de interagir com o transportador de cassetes de ligação ATP G1 (ABCG1) e com o receptor de absorvente classe B tipo 1 para partículas HDL maduras . Posteriormente, a HDL transporta o colesterol dos tecidos periféricos para o fígado para excreção .

Expressão abcapta da ABCA1 em doenças pulmonares

Mutações na ABCA1 podem causar a doença de Tânger, um distúrbio genético raro caracterizado por uma redução substancial nos níveis de HDL . Estudos que investigam o papel do ABCA1 na TCLE têm desde então observado semelhanças no fenótipo dos ratos deficientes em ABCA1 em comparação com o fenótipo da doença de Tânger humana . O fenótipo dos macrófagos de ABCA1-knockout de camundongos in vivo incluiu acúmulo de lipídios e reduziu significativamente os níveis de HDL e apoA-1 . O acúmulo de lipídios como resultado da redução do HDL e apoA-1 em macrófagos ABCA1 e ABCG1-knockout de camundongos foi encontrado para induzir aumento das citocinas pró-inflamatórias circulantes, exibindo sinais de inflamação sistêmica . Além disso, enquanto resultados semelhantes foram encontrados in vitro com a derrubada de ABCA1 em macrófagos humanos, a expressão de ABCG1 foi aumentada .

Avidência de estudos in vitro e in vivo mostraram que a expressão de ABCA1 está alterada em doenças pulmonares como a DPOC . Em um estudo recente, Sonett et al. descobriram que a expressão dos transportadores de ABC (ABCA1 e ABCG1) em pulmões de pacientes com DPOC moderada a grave é significativamente reduzida em comparação com pulmões saudáveis . Além disso, foi observada uma maior desregulamentação da expressão do ABCA1 em comparação com o ABCG1, indicando que a importância de amenizar a desregulamentação do ABCA1 pode superar a desregulamentação do ABCG1 . A fumaça do cigarro é proposta como a principal causa da expressão desregulada do ABCA1 em pacientes com DPOC . Há também evidências de que a fumaça do cigarro modula as vias de sinalização que regulam a expressão do ABCA1 em macrófagos in vitro e in vivo . Também foram encontradas anormalidades pulmonares na expressão da ABCA1 em pneumonia causada pela bactéria clamídia pneumoniae . Foi demonstrado que a infecção por Chlamydia pneumoniae afeta o tráfico de colesterol, associada à aceleração do acúmulo de colesterol intracelular, diminuindo a expressão de ABCA1 em modelos de camundongos in vivo e células epiteliais de macrófagos humanos e pulmões in vitro . Entretanto, o papel exato do ABCA1 na patogênese da infecção respiratória é atualmente desconhecido.

ABCA1, homeostase do colesterol e a ligação com a inflamação

Colesterol celular está ligado a numerosas funções inflamatórias dos pulmões . Assim, as proteínas envolvidas no processo de TCR podem ter impacto nas respostas inflamatórias provocadas pela sobrecarga de colesterol livre em macrófagos . A compreensão das funções do ABCA1 e HDL pode revelar o impacto da regulação do colesterol sobre as funções inflamatórias dos pulmões. Além do papel do HDL na TCR, o HDL auxilia na produção de surfactante em células alveolares tipo II , um tipo celular crítico na DPOC. Além disso, sabe-se que quando o ABCA1 é reprimido, o excesso de colesterol se acumula nas células alveolares, prejudicando a função surfactante e aumentando a resposta inflamatória que tem sido implicada na patogênese da doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), asma e outras doenças pulmonares (revista em ).

Considerando a relação entre homeostase do colesterol e inflamação das vias aéreas, o foco terapêutico tem sido a redução da síntese intracelular do colesterol usando drogas que reduzem o colesterol, como as estatinas . Foram realizados grandes ensaios clínicos, incluindo o STATCOPE, que testaram a eficácia do tratamento com estatinas em pacientes com DPOC . Apesar dos benefícios que foram observados em estudos retrospectivos anteriores, o STATCOPE não observou nenhum benefício terapêutico do tratamento com estatinas em pacientes com DPOC . Isto sugere que uma abordagem diferente para restaurar o equilíbrio do colesterol, talvez através de metas alternativas que tenham o potencial de modular o colesterol e, ao mesmo tempo, reprimir a inflamação, como a ABCA1, merece investigação adicional. Este é o foco desta revisão.

Muitos estudos explorando o papel e função da ABCA1 têm sido conduzidos em estados de doenças associadas ao colesterol, como a aterosclerose. A aterosclerose era tradicionalmente conhecida como doença de armazenamento do colesterol . No entanto, agora é reconhecida como uma doença inflamatória crônica, com evidências de acúmulo excessivo de colesterol promovendo respostas inflamatórias . Existem várias linhas de evidência de estudos clínicos e pré-clínicos que ligam a aterosclerose e a inflamação. Um estudo anterior utilizando modelos em ratos mostrou que inibir a expressão de mediadores inflamatórios melhora significativamente a gravidade da aterosclerose. Os pacientes com aterosclerose são identificados por níveis elevados de colesterol de baixa densidade de lipoproteínas (LDL) em seu corpo . A regulação da homeostase do colesterol LDL afeta o sistema imunológico inato . Isto é demonstrado pelo colesterol LDL induzindo citocinas pró-inflamatórias através da ativação das vias receptoras de toll-like receptor (TLR) . Isto levou o foco da pesquisa a mudar para olhar para os benefícios anti-inflamatórios do ABCA1 na aterosclerose. A ABCA1 também pode exercer ações antiinflamatórias diretas que são independentes de seu impacto na homeostase do colesterol, embora dado o papel central do colesterol na sobrevivência celular, essa independência possa se mostrar difícil de ser eliminada.

AbCA1 tem sido claramente um alvo de interesse em doenças tipificadas pela inflamação. Os potenciais efeitos antiinflamatórios da ABCA1 levaram, portanto, a um interesse crescente na investigação do benefício da ABCA1 em doenças inflamatórias pulmonares. Embora seja bem reconhecido que o colesterol exerce um controle regulatório significativo sobre a expressão do ABCA1, menos bem compreendido é o impacto que os próprios mediadores inflamatórios têm sobre a upregulação do ABCA1. Dada a interação entre homeostasia do colesterol e inflamação pulmonar, a ligação representa uma opção viável de intervenção terapêutica com potencial para ter efeitos benéficos tanto na aterosclerose quanto na DPOC; duas condições crônicas que são uma comorbidade comum. Para destacar estas potenciais interações terapêuticas, o objetivo desta revisão é explorar os mecanismos moleculares responsáveis pela expressão da ABCA1. Notavelmente, a expressão da ABCA1 pode ser regulada via mecanismos dependentes e independentes do colesterol e o objetivo da revisão é explorar essas vias de sinalização no contexto de doenças respiratórias.

Regulação da expressão da ABCA1: vias de sinalização dependentes do colesterol

A homeostase do colesterol é mantida através de mecanismos de feed-forward e feed-back envolvendo a ABCA1 e outros parceiros. Notavelmente, a expressão ABCA1 é regulada através de caminhos de sinalização chave mediados pelo excesso de colesterol (Fig. 1), que será descrito brevemente abaixo.

Viagem LXR/RXR

Colesterol nas células pode ser convertido em oxisteróis, que por sua vez podem upregular potentemente a expressão ABCA1 . Em tipos celulares com relevância para doenças inflamatórias pulmonares (incluindo células macrofágicas, epiteliais e musculares lisas (Tabela 1) ), o oxisterol predominantemente relatado é 25-hidroxicolesterol (25-HC). Este estímulo natural aumenta a expressão do ABCA1 através da ativação da via do receptor X do fígado (LXR). O LXR forma um heterodímero com receptor X retinóide (RXR), e juntos formam um fator de transcrição que se liga ao elemento promotor do gene ABCA1 para aumentar a expressão e, em última instância, a upregulação da expressão da proteína ABCA1 , entre outros alvos. A transcrição ocorre no influxo do excesso de colesterol intracelular, porém o colesterol não ativa diretamente esta via, mas é convertido para 25-HC . Enquanto os oxisteróis são os ligantes que ativam o LXR/RXR para aumentar a expressão do ABCA1, a carga de colesterol desencadeia o aumento da produção de oxisteróis a jusante do caminho do mevalonato para iniciar a transcrição crescente do gene ABCA1 . Os oxisteróis específicos podem ser produzidos de novo na via do mevalonato, independentemente do oxisterol derivado do colesterol comum. O colesterol em humanos é predominantemente sintetizado de novo pelo fígado, iniciado pela acetil coenzima 3-hidroxi-3-metil-glutaril-coenzima . 24(S),25-epoxicolesterol (24,25EC) é um exemplo, onde é produzido a partir da acetil coenzima durante um intervalo no caminho do mevalonato . Semelhante a outros oxisteróis, 24,25EC tem mostrado, desde então, em estudos para ativar receptores LXR . Para isso, foi desenvolvida uma série de agonistas LXR sintéticos que são capazes de aumentar significativamente a expressão do ABCA1 . No entanto, os resultados do tratamento com LXR agonistas têm sido variados com relatos de efeitos adversos fora do alvo, incluindo aumento do ácido graxo, síntese de triglicérides e esteatose hepática . Recentemente, tem havido um interesse crescente na possibilidade de LXRα, uma isoforma de LXR, ser a principal causa de efeitos adversos dos ligandos convencionais de LXR . Isto tem criado interesse no desenvolvimento de LXRβ drogas específicas que se pensa não gerarem tais efeitos adversos.

Caminho da SREBP-2

Outro caminho envolvido na regulação da homeostase do colesterol celular é mediado pelo fator de transcrição do elemento regulador do esterol que liga a proteína 2 (SREBP-2) . A SREBP-2 regula a ABCA1 independentemente da via do LXR e, ao contrário da ativação da via do LXR, a ativação da SREBP-2 pode diminuir a expressão da ABCA1 . A ativação da SREBP-2 depende da proteína ativadora da clivagem SREBP (SCAP), que possui um domínio de detecção de esterol capaz de detectar os níveis de colesterol celular . Quando os níveis de colesterol intracelular estão baixos, a SCAP acompanha a SREBP-2 ao Golgi para ativação antes de ser translocada para o elemento regulador do esterol (SRE) no núcleo para promover a transcrição de diferentes genes alvo, assim como a própria SREBP-2 . Localizado dentro do intron 16 da SREBP-2 está o microRNA-33a (miR-33a), que é co-transcrição com a SREBP-2 . O miR-33a demonstrou inibir a expressão do ABCA1 em ilhotas pancreáticas de ratos ex vivo e macrófagos humanos in vitro . Recentemente, foi demonstrado que a inibição de miR-33a em tecido hepático de camundongos e macrófagos in vivo leva a um aumento da expressão do gene alvo ABCA1 da miR-33a . Aumentar a expressão do ABCA1 inibindo a miR-33a permite que o tratamento alvo ABCA1 contorne os efeitos adversos dos tratamentos atuais que ativam a via LXR .

Regulação da expressão ABCA1: vias de sinalização independentes do colesterol

Exames recentes revelaram que uma série de mediadores inflamatórios e exposições nocivas (como a fumaça do cigarro) que impulsionam doenças pulmonares também têm um impacto na expressão do ABCA1. Os medicamentos clinicamente utilizados e experimentais também têm como alvo ABCA1, com alguns estudos-chave in vitro realizados em células com relevância para doenças respiratórias listadas na Tabela 1. Estas alterações na expressão da ABCA1 são reguladas por sinalização (Fig. 1) (como detalhado abaixo), algumas das quais estão sujeitas a conversas cruzadas.

TNF

Factor de necrose tumoral (TNF) é uma citocina pró-inflamatória que é altamente expressa em pacientes com DPOC . O TNF é conhecido por ativar muitos caminhos de sinalização dos quais alguns mostraram anteriormente induzir mudanças na expressão da ABCA1 . Essas vias incluem o fator nuclear-κB (NF-κB), a proteína de ligação do elemento regulador do esterol 2 (SREBP-2) e o transdutor janus kinase 2/sinal 3 (JAK2/STAT3) . Com numerosas vias e parceiros moleculares envolvidos, estudos demonstraram que a estimulação TNF pode resultar em diferentes impactos na expressão da ABCA1, dependendo da linha celular. Por exemplo, a estimulação de TNF pode aumentar a expressão de ABCA1 através da via canônica NF-κB . Entretanto, a ativação de NF-κB induzida pela TNF também uprega os níveis de mRNA do miR-33a, visando seu gene hospedeiro SREBP-2 em macrófagos in vitro e em camundongos in vivo . Como o aumento da expressão de miR-33a está associado à expressão reprimida de ABCA1, o aumento de TNF neste contexto resultará na diminuição da expressão de ABCA1 . Mostrámos recentemente que o TNF aumenta a upregulação da proteína ABCA1 nas células epiteliais BEAS-2B in vitro, no entanto, até à data, os mecanismos moleculares para estes achados são desconhecidos. Curiosamente, estudos realizados em paralelo em outra linha de células epiteliais pulmonares, A549 in vitro, indicaram que o TNF não aumentou a proteína ABCA1 nessas células. Talvez a diferença no impacto do TNF no ABCA1 dentro das duas linhas de células epiteliais pulmonares, comumente usadas como modelos celulares de inflamação respiratória, seja a diferente contribuição do miR-33a ou de outros reguladores ABCA1 conhecidos. Estudos adicionais são necessários para estabelecer os mecanismos envolvidos.

TLR4/Myeloid88 caminho

Toll like receptor 4 (TLR4) é uma fonte primária de defesa inata do sistema imunológico. Esta proteína é expressa em macrófagos e células epiteliais brônquicas pulmonares, dois tipos de células-chave que conduzem à inflamação das vias aéreas . A principal causa da inflamação das vias aéreas em pacientes com DPOC é a fumaça do cigarro . Notavelmente, a exposição à fumaça do cigarro (CSE) resulta em um aumento na expressão de TLR4 induzida por lipopolissacarídeos (LPS), mostrada nas células epiteliais primárias de pequenas vias aéreas in vitro e em camundongos in vivo . O aumento dependente do LPS no TLR4 ativa sua molécula adaptadora a jusante Myeloid88 , que transita a sinalização do TLR4 para o inibidor NF-κB, IκBα . A fosforilação de IκBα permite a translocação da NF-κB para o núcleo, ativando genes inflamatórios responsáveis pela codificação de citocinas pró-inflamatórias como TNF, ao mesmo tempo em que promove a expressão de miR33a que reduz a expressão de ABCA1 . O efeito da fumaça do cigarro na via TLR4/Myeloid88 foi explorado expondo células de macrófagos humanos THP-1 in vitro e macrófagos de camundongos in vivo à CSE . Os resultados mostraram que a expressão ABCA1 foi significativamente reduzida pela exposição CSE in vitro e in vivo .

cAMP/PKA caminho

O caminho cíclico adenosina monofosfato (cAMP)/proteína cinase A (PKA) é responsável pela regulação de múltiplas funções celulares, incluindo respostas anti-inflamatórias . A ativação da via cAMP/PKA reduz a inflamação ao inibir a NF-κB , impedindo a redução da ABCA1 e o aumento das citocinas pró-inflamatórias causadas pela NF-κB . A expressão ABCA1 também é regulada tanto transcrição como pós-tradução pela via cAMP/PKA . Transcrição, o cAMP induz um aumento na expressão da ABCA1 e seu transporte mediado do colesterol reverso . Estudos anteriores mostraram que a estimulação de fibroblastos humanos in vitro e macrófagos murinos in vivo com um análogo 8-bromo-cAMP activou a via do cAMP/PKA . Os primeiros estudos realizados com macrófagos humanos foram, no entanto, incapazes de mostrar um aumento significativo na expressão do ABCA1 através da ativação da via cAMP/PKA . Em contraste, um estudo recente realizado por Liao et al. mostrou que estimulando células macrófagas humanas THP-1 com intermedina, um peptídeo da família da calcitonina, aumentou significativamente a expressão do ABCA1 e o efluxo de colesterol através da via cAMP/PKA . É importante notar que o impacto do cAMP na expressão do ABCA1 depende das espécies utilizadas no estudo, pois existem diferenças chave no elemento promotor 5′ do gene murino e humano ABCA1, onde o elemento de resposta funcional cAMP (CRE) no promotor do gene murino ABCA1 não está presente no primeiro intron do promotor humano .

No entanto, enquanto a regulação transcripcional difere, as células do gene murino e dos ratos são sensíveis ao cAMP, embora através de mecanismos diferentes. Pós-tradução, a upregulação da fosforilação ABCA1 e do efluxo de colesterol nesta cascata de sinalização é iniciada quando o apoA-1 interage com o ABCA1 durante o processo de transporte reverso do colesterol . A interação entre o apoA-1 e o ABCA1 ativa as proteínas G heterotriméricas e a adeniliclase para produzir o AMPc, conseqüentemente ativando o PKA, um alvo downstream direto do AMPc. O PKA aumenta então a fosforilação do ABCA1, o que foi demonstrado por estudos anteriores para aumentar significativamente a expressão do ABCA1 e o efluxo de colesterol nas células macrofágicas . Se a upregulação do ABCA1 pela via cAMP/PKA ocorre no contexto de doenças inflamatórias pulmonares justifica uma investigação mais aprofundada, especialmente porque os agentes que levam ao cAMP (por exemplo, β2 – agonistas receptoresadrenérgicos e inibidores da fosfodiesterase) são hoje tratamentos amplamente utilizados na medicina respiratória.

PistaJAK2/STAT3

Transdutor de sinal e ativador da transcrição 3 (STAT3) desempenha um papel complexo na regulação da inflamação que ocorre com a lesão das vias aéreas. A fumaça do cigarro está associada à ocorrência de lesão e inflamação das vias aéreas, podendo também ativar o STAT3 nos pulmões . Embora o papel exato do STAT3 nas doenças inflamatórias pulmonares seja relativamente pouco compreendido, sabe-se que a ausência da expressão STAT3 prejudica a resposta anti-inflamatória inata dos pulmões , sugerindo que a presença do STAT3 é importante na redução da inflamação pulmonar. Até o momento, evidências têm mostrado que a ativação do STAT3 como resultado da interação ABCA1 e apoA-1 produz um efeito antiinflamatório. Efeitos antiinflamatórios similares foram mostrados por citocinas pró-inflamatórias, interleucinas e ativação de interferons da via janus kinase 2 (JAK2)/STAT3 . Uma citoquina conhecida que ativa esta via é a interleucina 6 (IL-6), com expressão IL-6 promovida por marcadores inflamatórios de DPOC como TNF . A molécula de sinalização inicial que é ativada na interação apoA-1 e ABCA1 ou pela citocina IL-6 é a JAK2 . Após a ativação da JAK2, ela é submetida à autofosforilação, antes de fosforilizar seu alvo a jusante STAT3 . Em macrófagos humanos e de camundongos, o STAT3 fosforilado se liga ao sítio CRE localizado no primeiro intron do gene ABCA1 humano e murino para aumentar a expressão gênica do ABCA1 .

Apoptose aumenta a expressão do ABCA1

Durante a inflamação aguda e crônica das vias aéreas há um aumento significativo das células imunes e estruturais que sofrem apoptose . A liberação da apoptose celular nos pulmões é regulada principalmente pelos macrófagos das vias aéreas em um processo chamado eferocitose . As células apoptóticas demonstraram anteriormente estar directamente associadas a um aumento da expressão de ABCA1 nos macrófagos . As células apoptóticas contêm fosfatidilserina (PtdSer) que age como um sinal de reconhecimento de fagócitos, ligando-se aos receptores de superfície celular nos macrófagos, como mer tirosina quinase (MerTK) . Durante a eferocitose regulada por MerTK no tecido pulmonar, a via LXR é ativada; assim, a expressão da ABCA1 é upregulada . Com o aumento da apoptose que ocorre em doenças pulmonares inflamatórias como DPOC, o corolário provável é que a expressão da ABCA1 deve ser aumentada; no entanto, esta previsão não se aplica porque o processo de eferocitose em pacientes com DPOC é desregulado . O mecanismo exato subjacente ao defeito da eferocitose na DPOC é desconhecido, no entanto, especula-se que esteja ligado a alterações na expressão e função dos receptores PtdSer, como o MerTK . Portanto, estudos adicionais explorando os mecanismos moleculares por trás da eferocitose disregulada na DPOC são necessários para identificar qual o efeito potencial das alterações funcionais em MerTK na expressão da ABCA1.

Estudos recentes relataram um caminho regulado pelo inibidor de angiogênese cerebral específico do receptor fagocitário 1 (BAI1), que opera de forma similar à forma pela qual MerTK reconhece o PtdSer em células apoptóticas . Em resumo, o BAI1 ativa seu mediador de sinalização a jusante do substrato de toxina botulínica C3 relacionada a Ras 1 (RAC1) em contato com o PtdSer para promover a transcrição do ABCA1 independentemente da via de LXR . Atualmente não está claro se esta via está presente no tecido pulmonar. Assim, mais estudos examinando o efeito da apoptose na expressão da ABCA1 em macrófagos pulmonares são justificados.

ApoA-1 interação com ABCA1

ApoA-1 é um aceito para colesterol celular de células periféricas que interage diretamente com ABCA1 para formar o HDL nascente pobre em lipídios. Murphy et al. mostraram que o HDL formado a partir da interação entre apoA-1 e ABCA1 tinha efeitos anti-inflamatórios . É provável que as propriedades antiinflamatórias do apoA-1 estejam diretamente associadas à regulação das vias de sinalização ABCA1, cAMP/PKA e JAK2/STAT3 . Como descrito acima, ambas as vias de sinalização são conhecidas por upregular a expressão ABCA1, com o aumento da expressão ABCA1 correlacionado com o aumento do HDL . As vias de sinalização envolvidas na regulação da expressão ABCA1 são, portanto, fundamentais na mediação das propriedades antiinflamatórias do HDL.

Intrigualmente, o apoA-1 reprime a produção de citocinas pró-inflamatórias induzidas por LPS através da via TLR4/myeloid88 em macrófagos . Isto foi ligado à redução da estabilidade do mRNA dos mediadores pró-inflamatórios através da ação da proteína de ligação do RNA desestabilizante, a tristetraprolina (TTP) . Embora não esteja claro o mecanismo exato pelo qual a interação entre ABCA1 e apoA-1 induz o efeito antiinflamatório mediado pelo TTP, Yin et al. relataram que o efeito do apoA-1 sobre o TTP diminuiu significativamente quando a expressão ABCA1 foi silenciada. Em conjunto, esses estudos ressaltam a promessa do apoA-1 como um alvo benéfico em doenças respiratórias. Entretanto, o custo do apoA-1 purificado e do apoA-1 recombinante pode se mostrar proibitivo para investigações adicionais. Analógicos sintéticos do apoA-1, conhecidos como mimeticos apoA-1, foram desenvolvidos que oferecem uma solução rentável . Excitantemente, os miméticos apoA-1 5A e 4F administrados por via intravenosa e intratraqueal têm demonstrado efeitos anti-inflamatórios e antioxidantes em células coronárias humanas in vitro e ratos in vivo através da interação com ABCA1 . Mais investigações são necessárias.

Efeito de medicamentos atuais em doenças pulmonares na expressão ABCA1

Tratamentos farmacológicos atuais para pessoas com doenças respiratórias incluem o uso de corticosteróides, broncodilatadores (como β2-adrenergic receptor agonista) e inibidores de fosfodiesterase. Embora alguns estudos tenham examinado o impacto dos actuais medicamentos respiratórios na expressão da ABCA1, há muito espaço para investigação adicional. O efeito desses medicamentos nas vias de sinalização que regulam a expressão da ABCA1 será descrito abaixo.

Corticosteróides

Até o momento, houve estudos limitados com o objetivo de examinar o efeito dos esteróides na expressão da ABCA1. Enquanto não há evidência de um elemento de resposta de glicocorticóides no promotor da ABCA1, a regulação transcripcional não mediada da ABCA1 tem sido demonstrada em macrófagos . A dexametasona esteróide diminuiu a expressão do ABCA1 através de uma via independente do LXR em macrófagos in vitro .

Broncodilatadores

β2-adrenérgicos agonistas receptores são comumente usados broncodilatadores para tratar doenças pulmonares como DPOC ou asma . O mecanismo pelo qual β2-agonistas promovem os efeitos broncodilatadores nos pulmões é pensado para ocorrer via cAMP/PKA-dependente da redução do cálcio intracelular , embora outras vias possam existir. A ativação da via do cAMP/PKA é o resultado do aumento do cAMP intracelular após o tratamento com β2-agonistas . Como descrito em uma seção anterior, foi estabelecido que o AMPc induz a upregulação da expressão do ABCA1 em macrófagos humanos. Assim, além dos efeitos broncodilatadores do tratamento com β2-agonistas, as propriedades anti-inflamatórias de β2-agonistas podem estar associadas à supressão mediada por ABCA1 das respostas inflamatórias nos pulmões.

Inibidores de fosfodiesterase

Inibidores de fosfodiesterase tipo 4 (PDE4) são uma opção de tratamento na DPOC. Similar ao efeito de β2-agonistas, os inibidores da PDE4 apresentam múltiplos benefícios que incluem a redução da inflamação e o relaxamento das vias aéreas através da via cAMP/PKA. O inibidor seletivo PDE4, rolipram, demonstrou aumentar o AMPc intracelular que uprega a expressão do ABCA1 e o efluxo de colesterol mediado pelo apoA-1 em macrófagos de camundongos e humanos .

ABCA1 como um alvo biológico alternativo para o tratamento da inflamação pulmonar

Estatinas

Estatinas foram postulados como possível tratamento para doenças pulmonares inflamatórias, incluindo DPOC. No entanto, ensaios clínicos como o STATCOPE demonstraram ter um impacto geral insignificante nos resultados dos pacientes. Estudos anteriores analisaram se a razão por trás da incapacidade das estatinas de reduzir significativamente a inflamação durante a exacerbação pulmonar está relacionada com a diminuição da ABCA1 como resultado do tratamento com estatinas. Mostramos recentemente que nas linhas celulares epiteliais pulmonares humanas in vitro, tanto a sinvastatina quanto a atorvastatina não tiveram impacto significativo na expressão da ABCA1 (Tabela 1) . Em células macrofágicas humanas in vitro, no entanto, Niesor et al. mostraram que a sinvastatina e a atorvastatina reduziram a expressão de ABCA1 e aumentaram a miR33 , apoiando a possibilidade de que um efeito repressivo sobre as funções anti-inflamatórias mediadas por ABCA1 pudesse ter desempenhado um papel nos resultados equívocos mostrados no STATCOPE . É plausível que os diferentes resultados nestas linhas celulares foram devidos à especificidade do tipo celular. Assim, testando esta hipótese em outras linhas de células pulmonares, como as células musculares lisas das vias aéreas, melhoraríamos nossa compreensão do efeito das estatinas na expressão do ABCA1 de forma mais ampla, e se a terapia combinada para melhorar a possível desregulação do ABCA1 induzida por estatinas é adequada.

agonistas LXR

Dado que o fator de transcrição do LXR é um potente indutor da expressão do ABCA1 juntamente com evidências de impacto anti-inflamatório, conclui-se que os agonistas LXR seriam fortes candidatos como potenciais terapêuticos para o tratamento de doenças inflamatórias pulmonares. Isto foi apoiado por estudos recentes utilizando a administração intranasal de agonistas LXR (T0901317 ou GW3965) que mostraram atenuação significativa de citocinas pró-inflamatórias em camundongos in vivo e células epiteliais pulmonares in vitro . No entanto, conforme delineado, os ligandos LXR actualmente disponíveis visam ambas as isoformas LXR, levando a efeitos secundários indesejáveis sobre os parâmetros lipídicos . Estes incluem o aumento do ácido gordo plasmático e triglicéridos, que são factores de risco conhecidos de DPOC . Os primeiros agonistas LXR, como o GW3965, também não conseguiram reprimir completamente a produção de citocinas inflamatórias a partir de macrófagos alveolares in vitro . Os efeitos adversos do tratamento com agonistas LXR sintéticos, incluindo níveis elevados de triglicéridos e hepatoxicidade, são considerados devido à ativação do LXRα . Assim, o desenvolvimento de agonistas seletivos LXRβ está atualmente sob investigação clínica para mitigar a lipogênese hepática.