Potencial anti-inflamatório e antiproliferativo de compostos inibidores da enzima desoxi-hipusina sintase

Abstract

eIF5A is the only known protein containing the unusual amino acid residue hypusine (hydroxiputrescine-lysine). This hypusine residue is essential for eIF5A function and it is formed by modifying a specific lysine residue in a posttranslational reaction dependent on the polyamine spermidine. The modification of the lysine residue for the formation of hypusine is called hypusination, which occurs in two steps: first, the enzyme deoxyhypusine-synthase (DHPS) transfers the 4-aminobutyl moiety from spermidine to a specific lysine residue in eIF5A (position 50 in mammals); then it is hydroxylated by deoxyhypusine-hydroxylase (DOHH). Many authors have demonstrated that inhibition of hypusination by the DHPS inhibitor GC7 or silencing eIF5A leads to inhibition of cell proliferation in several types of mammalian cells, including tumor cell lines, and also induce an anti-inflammatory effect, as evidenced in a murine model of diabetes and sepsis. This study aimed to use the macrophage cell line RAW 264.7 to better understand the mechanisms by which GC7 has its activity. Complementarily, its was also tested the effect of GC7 in primary culture of macrophages and in rats. As expected, we show here that GC7 inhibits hypusination in RAW 264.7 cells and, on the other hand, this treatment with GC7 does not compromise cell viability nor significantly alter the proteome of RAW 264.7 cells. Moreover, GC7 inhibits the production and release of TNF-α without affecting mRNA levels of this cytokine, indicating a posttranscriptional modulation, most probably at the translational level, given the eIF5A function in the process of protein synthesis. Interestingly, this inhibitory effect on TNF-α release was also observed in primary cultures of macrophages and in vivo in rats. It was also examined the GC7 ability to inhibit cell proliferation of RAW 264.7 cells, which occurs prior to the S phase of the cell cycle and does not...

eIF5A é a única proteína conhecida que contém o resíduo do aminoácido incomum hipusina (hidroxiputrescina-lisina). Este resíduo de hipusina é essencial para a função de eIF5A e é formado pela modificação de um resíduo específico de lisina em uma reação póstraducional, dependente da poliamina espermidina. A modificação no resíduo de lisina para a formação da hipusina é chamada de hipusinação, que ocorre em duas etapas: primeiramente, a enzima desoxi-hipusina sintase (DHPS) transfere o radical 4-aminobutil proveniente da espermidina para um resíduo específico de lisina em eIF5A (posição 50 em mamíferos); em seguida, este é hidroxilado pela desoxi-hipusina hidroxilase (DOHH). Muitos autores têm demonstrado que a inibição da hipusinação pelo inibidor de DHPS GC7 ou o silenciamento de eIF5A leva à inibição da proliferação celular em vários tipos de células de mamíferos, incluindo linhagens tumorais, e também induzem um efeito anti-inflamatório, evidenciado em modelo murino de diabetes e sepse. Este trabalho buscou utilizar a linhagem transformada de macrófagos RAW 264.7 para entender melhor os mecanismos pelos quais GC7 possui sua atividade. De forma complementar, foi também testado o efeito de GC7 em macrófagos de cultura primária e também em ratos. Como esperado, demonstramos aqui que GC7 inibe de maneira importante a hipusinação em linhagem RAW 264.7 e que, no entanto, este tratamento com GC7 não compromete a viabilidade celular nem altera significativamente o proteoma de células RAW 264.7. Por outro lado, GC7 inibe a produção e liberação da citocina pró-inflamatória TNF-α sem alterar os níveis de mRNA desta citocina, indicando uma modulação pós-transcricional, mais provavelmente no nível traducional, dada a função de eIF5A no processo de síntese proteica. De forma bastante interessante, este efeito de inibição na liberação de TNF-α...