Urease de Helicobacter pylori : atividade pró-inflamatória e efeitos em células epiteliais gástricas

Abstract

O patógeno gástrico Helicobacter pylori é uma espiroqueta microaerofílica que infecta o estômago humano, causando gastrite, úlcera e até câncer gástrico. Esta bactéria produz grandes quantidades da enzima urease, essencial para a sobrevivência deste organismo no ambiente ácido do estômago. No entanto, nosso grupo já demonstrou que ureases possuem propriedades independentes de sua atividade ureolítica em modelos mamíferos, através de rotas mediadas por derivados de lipoxigenases. Neste trabalho avaliamos o potencial pró-inflamatório da urease de H. pylori, além de seus efeitos em células epiteliais gástricas. A urease induz edema de pata em camundongos com intensa infiltração de neutrófilos. In vitro, a urease a 100 nM foi quimiotática para neutrófilos humanos, induzindo a produção de espécies reativas de oxigênio. Neutrófilos ativados por urease mostraram um aumento de meia-vida, com a inibição de apoptose sendo acompanhada por alterações nos conteúdos das proteínas Bcl-XL e Bad. Estes efeitos da urease persistem na ausência de atividade enzimática. Os efeitos de edema de pata em camundongos, quimiotaxia e proteção contra a apoptose em neutrófilos humanos foram revertidos na presença de inibidores de lipoxigenase, como esculetina e AA861. Neutrófilos expostos a urease mostraram elevados níveis de 5-lipoxigenase, e nenhuma alteração nos níveis de ciclo-oxigenases. Também observamos que a urease é endocitada por células AGS de epitélio gástrico, que ocorre via endossomos EEA1 e Lamp1-positivos e é dependente de colesterol. Adicionalmente, a urease induz a migração de células AGS em um experimento que simula o ensaio de wound-healing. A urease também estimula a expressão de GM-CSF. Juntos, estes dados indicam que a urease, além do papel na sobrevivência no ambiente ácido do estômago, tem um papel importante nas doenças inflamatórias estomacais causadas por H. pylori.

The gastric pathogen Helicobacter pylori produces large amounts of urease, whose enzyme activity enables the bacterium to survive in the stomach. We have previously shown that ureases display enzyme-independent effects in mammalian models, most through lipoxygenases-mediated pathways. Here, we evaluated potential pro-inflammatory properties of H. pylori urease and its effects in epithelial gastric cells. Urease induced paw edema with intense neutrophil infiltration. In vitro 100 nM urease was chemotactic to human neutrophils, inducing production of reactive oxygen species. Urease-activated neutrophils showed increased lifespan, with inhibition of apoptosis accompanied by alterations of Bcl-XL and Bad contents. These effects of urease persisted in the absence of enzyme activity. Urease-induced paw edema, neutrophil chemotaxis and apoptosis inhibition reverted in the presence of the lipoxygenase inhibitors esculetin or AA861. Neutrophils exposed to urease showed increased content of lipoxygenase(s) and no alteration of cyclooxygenase(s). We observed that the endocytosis occur via EEA1 and Lamp1 endosomes, and is dependent of lipid rafts. Additionally, the urease induces the migration of AGS cells in an experiment that simulates the wound healing assay. Urease also stimulates the over-expression of GM-CSF by AGS cells. Altogether, our data indicate that the urease, besides allowing the bacterial survival in the stomach, could play an important role in the pathogenesis of the gastrointestinal inflammatory disease caused by H. pylori.