Le transporteur mitochondrial SLC25A40 contrôle la production de cytokines par les cellules immunitaires

Les macrophages sont des cellules immunitaires de première ligne qui doivent soigneusement équilibrer les signaux pro- et anti-inflammatoires pour maintenir l'homéostasie tissulaire. Les mitochondries sont au cœur de cet équilibre, produisant à la fois de l'ATP et des espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui influencent la production de cytokines et l'activation de l'inflammasome. Cette étude a examiné si le transporteur mitochondrial du glutathion (mtGSH) SLC25A40 joue un rôle dans ce processus — une question qui n'avait jusqu'alors pas été étudiée dans les cellules immunitaires.

À partir de macrophages murins dérivés de la moelle osseuse (BMDMs) et de macrophages humains dérivés de monocytes, les auteurs ont d'abord confirmé que SLC25A40 est exprimé dans les deux espèces et est régulé à la hausse au niveau de l'ARNm et de la protéine suite à une stimulation par le LPS. Cette augmentation induite par le LPS suggérait un rôle fonctionnel lors de l'activation inflammatoire. Pour le vérifier, l'équipe a utilisé des siRNA afin de réduire l'expression de SLC25A40 dans les BMDMs.

L'extinction de SLC25A40 a entraîné plusieurs défauts interconnectés. Premièrement, une analyse par Western blot utilisant un cocktail d'anticorps OXPHOS a révélé une déstabilisation des sous-unités de la chaîne respiratoire (ETC) riches en ISC, en particulier le Complexe I. Deuxièmement, les ROS mitochondriaux (mesurés par MitoSOX) et les ROS cellulaires (CellROX) étaient significativement élevés. Troisièmement, les cellules ont monté une réponse compensatoire en surexprimant les gènes de biosynthèse du glutathion Gclc et Gclm. De manière critique, les macrophages déficients en SLC25A40 présentaient une transcription nettement réduite de Il1b et Il10 après stimulation par le LPS, et produisaient en conséquence moins de protéine IL-1β mature après l'activation de l'inflammasome NLRP3 par la nigéricine ou l'ATP. Notamment, la pyroptose — mesurée par la libération de LDH — n'était pas affectée, indiquant que l'effet était spécifique à la synthèse des cytokines plutôt qu'aux voies de mort cellulaire.

Pour confirmer que ces effets étaient spécifiquement liés à la perte du glutathion mitochondrial plutôt qu'à des effets hors-cible des siRNA, l'équipe a utilisé le mitoCDNB, un composé ciblant les mitochondries qui déplete le mtGSH. Le traitement au mitoCDNB a reproduit le phénotype de l'extinction de SLC25A40 : déstabilisation de l'ETC, élévation des ROS, et réduction de la production d'IL-1β et d'IL-10. À l'inverse, la supplémentation des cellules avec du GSH éthyl ester (GSHee), un précurseur du glutathion perméable aux cellules, a partiellement restauré l'expression et les niveaux protéiques de la pro-IL-1β, soutenant fortement un rôle causal de l'axe SLC25A40–mtGSH dans la régulation des cytokines.

Ces résultats établissent SLC25A40 comme un régulateur non redondant de la production de cytokines des macrophages, inductible par le LPS, agissant par la préservation de l'intégrité de l'ETC. L'étude identifie un nouveau lien mécanistique entre l'homéostasie redox mitochondriale et la signalisation immunitaire innée, avec des implications potentielles pour les maladies inflammatoires, la neurodégénérescence et les pathologies dans lesquelles un dysfonctionnement mitochondrial s'associe à une dérégulation immunitaire.