Induction of pyroptosis in foam cells derived from human macrophages in vitro

Choroby układu krążenia, u przyczyn których leży między innymi miażdżyca naczyń krwionośnych, stanowią poważny problem cywilizacyjny. U podłoża miażdżycy leżą nie tylko nadmierna podaż lipidów oraz modyfikacje i akumulacja lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) w ścianach tętnic, ale także chroniczny stan zapalny. Aktywacja komórek śródbłonka skutkuje rekrutacją monocytów z krążenia do ścian naczyń krwionośnych. Różnicujące z monocytów makrofagi pochłaniają cząsteczki utlenionych lipoprotein o niskiej gęstości (ox-LDL), w wyniku czego dochodzi do zmian fenotypowych i powstawania tzw. makrofagów piankowych. W ostatnich latach coraz większa uwaga badaczy skupia się na powiązaniach pomiędzy miażdżycą, stanem zapalnym, chorobami infekcyjnymi i pyroptozą, czyli prozapalnym typem śmierci komórki zależnym od aktywacji inflamasomu. W niniejszej pracy zastosowano dwa modele różnicowania komórek piankowych z monocytów ludzkiej krwi obwodowej – krótka hodowla zakładała trzydniowe różnicowanie w obecności ox-LDL o wysokim stężeniu, zaś długa – trzydziestodniowe, w obecności ox-LDL o stężeniu dziesięciokrotnie niższym. W badaniach porównano odpowiedź makrofagów piankowych na aktywację inflamasomu NLRP3 oraz NLRC4, ocenianą na podstawie uwolnienia LDH świadczącego o przerwaniu ciągłości błony komórkowej i śmierci komórki oraz sekrecji IL-1β, będącej dowodem na aktywację inflamasomu i kaspazy-1.

Atherosclerosis of blood vessels is one of the factors leading to diseases of the circulatory system, which constitute a serious worldwide health issue. The basis of atherosclerosis lies not only in the excessive supply of lipids and the modification and accumulation of low density lipoproteins (LDL) in the walls of the arteries, but also in chronic inflammation. Activation of endothelial cells results in recruitment of monocytes from the circulation to the walls of blood vessels. Monocyte-derived macrophages phagocytose molecules of low density lipoproteins (ox-LDL), which results in phenotypic changes and formation of so-called foam macrophages. In recent years, more and more studies have been focusing on the links between atherosclerosis, inflammation, infectious diseases and pyroptosis, a pro-inflammatory type of cell death dependent on the activation of inflammasome.In this study, two models of differentiation of foam cells from peripheral blood monocytes were used - short culture, i.e. three-day differentiation in the presence of high-concentrated ox-LDL, and long culture, i.e. thirty days in the presence of 10-fold lower concentrated ox-LDL. This study compares the response of the foam macrophages to the activation of the NLRP3 and NLRC4 inflammasome, assessed on the basis of LDH release demonstrating cell membrane disruption and cell death, and IL-1β secretion, which is the evidence of activation of inflammasome and caspase-1.