Il trasportatore mitocondriale SLC25A40 controlla la produzione di citochine nelle cellule immunitarie

I macrofagi sono cellule immunitarie di prima linea che devono bilanciare con precisione i segnali pro- e anti-infiammatori per mantenere l'omeostasi tissutale. I mitocondri sono centrali in questo equilibrio, generando sia ATP che specie reattive dell'ossigeno (ROS) che influenzano la produzione di citochine e l'attivazione dell'inflammasoma. Questo studio ha indagato se il trasportatore mitocondriale del glutatione (mtGSH) SLC25A40 svolga un ruolo in questo processo — una domanda che non era mai stata esplorata in precedenza nelle cellule immunitarie.

Utilizzando macrofagi murini derivati dal midollo osseo (BMDMs) e macrofagi umani derivati da monociti, gli autori hanno innanzitutto confermato che SLC25A40 è espresso in entrambe le specie ed è sovraregolato a livello di mRNA e proteico in seguito alla stimolazione con LPS. Questo aumento indotto dall'LPS ha suggerito un ruolo funzionale durante l'attivazione infiammatoria. Per verificarlo, il gruppo di ricerca ha utilizzato siRNA per silenziare l'espressione di SLC25A40 nei BMDMs.

Il silenziamento di SLC25A40 ha prodotto diversi difetti interconnessi. In primo luogo, l'analisi Western blot mediante un cocktail di anticorpi OXPHOS ha rivelato una destabilizzazione delle subunità della catena di trasporto degli elettroni (ETC) ricche di ISC, in particolare del Complesso I. In secondo luogo, sia i ROS mitocondriali (misurati con MitoSOX) che i ROS cellulari (CellROX) erano significativamente elevati. In terzo luogo, le cellule hanno messo in atto una risposta compensatoria sovraregolando l'espressione dei geni di biosintesi del glutatione Gclc e Gclm. In modo cruciale, i macrofagi privi di SLC25A40 hanno mostrato una trascrizione nettamente ridotta di Il1b e Il10 in seguito alla stimolazione con LPS e, di conseguenza, hanno prodotto una minore quantità di proteina IL-1β matura dopo l'attivazione dell'inflammasoma NLRP3 da parte di nigericina o ATP. Da notare che la piroptosi — misurata tramite il rilascio di LDH — non è risultata alterata, indicando che l'effetto era specifico per la sintesi delle citochine e non per le vie di morte cellulare.

Per confermare che questi effetti fossero determinati specificamente dalla perdita di glutatione mitocondriale piuttosto che da effetti off-target del siRNA, il gruppo ha utilizzato mitoCDNB, un composto a bersaglio mitocondriale che depleta il mtGSH. Il trattamento con mitoCDNB ha replicato il fenotipo del silenziamento di SLC25A40: destabilizzazione dell'ETC, aumento dei ROS e riduzione della produzione di IL-1β e IL-10. Al contrario, la supplementazione delle cellule con GSH etil estere (GSHee), un precursore del glutatione permeabile alle cellule, ha parzialmente ripristinato l'espressione e i livelli proteici della pro-IL-1β, supportando con forza un ruolo causale dell'asse SLC25A40–mtGSH nella regolazione delle citochine.

Questi risultati identificano SLC25A40 come un regolatore della produzione di citochine nei macrofagi, inducibile dall'LPS e non ridondante, che opera attraverso la preservazione dell'integrità dell'ETC. Lo studio individua un nuovo collegamento meccanicistico tra l'omeostasi redox mitocondriale e la segnalazione immunitaria innata, con potenziali implicazioni per le malattie infiammatorie, la neurodegenerazione e le condizioni in cui la disfunzione mitocondriale si interseca con la disregolazione immunitaria.