Effect of succinate and succinate dehydrogenase on viability and immunological parameters of macrophage cell line 264.7

Jednymi z najważniejszych komórek zaangażowanych w rozwój nieswoistej odpowiedzi immunologicznej są makrofagi. Komórki te są zdolne do pochłonięcia (fagocytozy) patogenu, a następnie unieszkodliwienia go na drodze zabijania tlenowego i beztlenowego. W ostatnich latach intensywnie bada się wpływ przemian metabolicznych zachodzących w tych komórkach na ich funkcjonowanie w układzie odpornościowym. Celem niniejszej pracy było zbadanie jak modyfikacja aktywności dehydrogenazy bursztynianowej uczestniczącej w cyklu Krebsa wpłynie na żywotność makrofagów, ich przyleganie do podłoża, a także funkcje prozapalne, takie jak produkcja tlenku azotu, reaktywnych form tlenu oraz zdolność do fagocytozy. Badania przeprowadzone zostały na linii mysich makrofagów RAW 264.7, które poddawano działaniu inhibitora dehydrogenazy bursztynianowej (malonian dimetylu) i/lub bursztynianu dietylu, a następnie stymulowano lipopolisacharydem (LPS). W przeprowadzonych badaniach wykazano, że zarówno sam bursztynian jak i dehydrogenaza bursztynianowa, mają wpływ na prozapalną aktywność makrofagów linii RAW 264.7. Podanie egzogennego bursztynianu, jak i zablokowanie dehydrogenazy bursztynianowej, spowodowało, że komórki produkowały tlenek azotu (po stymulacji LPS), a także zwiększyła się ich zdolność do fagocytozy, przy jednoczesnym obniżeniu zdolności do przylegania do podłoża. Uzyskane wyniki potwierdzają, że występuje zależność między przemianami metabolicznymi przebiegającymi w leukocytach, a ich aktywnością zapalną, a także, że konieczne są dalsze badania w celu pogłębienia wiedzy o immunometaboliźmie komórek odpornościowych.

Macrophages are one of the most important cells involved in innate immunity. The cells are capable of phagocytising pathogens and their subsequent elimination by either oxygen-dependent or oxygen-independent mechanisms. In recent years, the impact of metabolic changes occurring in macrophages on their functioning in the immune system has been intensively studied. The aim of this study was to investigate how modification of succinate dehydrogenase activity, involved in the citric acid cycle, will affect macrophage viability, adherence, and their proinflammatory functions, such as nitric oxide and reactive oxygen species production, and furthermore, the phagocytosis. Our studies were performed on a murine macrophage cell line RAW 264.7264.7. The cells were treated with an inhibitor of succinate dehydrogenase (dimethyl malonate) and/or diethyl succinate, and then stimulated with lipopolysaccharide (LPS). The studies revealed that both succinate and succinate dehydrogenase impact the proinflammatory activity of RAW 264.7 macrophages. Treatment with exogenous succinate and blocking of succinate dehydrogenase enhanced production of nitric oxide (after LPS stimulation), and also increased their ability to phagocytose, while reducing their surface adhesion. The results confirm that there is a correlation between metabolic changes in leukocytes and their inflammatory activity, and that further studies are needed to extend our knowledge on immunometabolism.