La isoforma GSK3α regula la expresión del IL-8 e IL-10 mediada por NF-κB y CREB en endotelio bovino infectado con Staphylococcus aureus

Abstract

In mammals the enzyme glycogen synthase kinase 3 (GSK3) participates in various cellular processes such as differentiation, apoptosis and inflammation. During episodes of inflammation caused by bacterial infections, the GSK3 enzyme is inhibited by phosphorylation, which leads to changes in expression of IL-8 (pro-inflammatory) and IL-10 (anti-inflammatory) interleukins by activating NF-?B and CREB, respectively. Two GSK3 enzyme paralogs called GSK3? and GSK3? have been identified. Although the role of GSK3? as a regulator of cytokine production is well established in models of lipopolysaccharide stimulated monocytes (LPS), there are no studies demonstrating the involvement of GSK3? isoform in this process. Previously, our team observed that during bovine endothelial cell (BEC) infections with the pathogen Staphylococcus aureus, a preferential inhibition of the GSK3? isoform was detected. The aim of this study was to assess if during endothelial cell infections with S. aureus, the GSK3? isoform controls cytokine expression and, as a consequence, inflammation. In temporary courses of infection, a preferential inhibition by phosphorylation of the GSK3? isoform was observed, compared to the inhibition of the GSK3? isoform, during the first 40 minutes of infection NF-?B phosphorylation was increased in Ser536 (phospho-NF-?B), its translocation to the nucleus and interaction with the CBP co- activator, which resulted in an induction of IL-8 expression. However, after the initial 40 minutes of infection, GSK3? gradually lost its constituent activity, CREB activation by phosphorylation increased in Ser133 and its interaction with the CBP co-activator, resulting in an increase in IL-10 expression. Simultaneously, the relative abundance of phospho-NF-?B was gradually reduced and its presence in the nucleus also decreased.

En mamíferos la enzima glucógeno sintasa cinasa 3 (GSK3) participa en diversos procesos celulares como la diferenciación, la apoptosis y la inflamación. Durante la inflamación producida por infecciones bacterianas, la enzima GSK3 se inhibe por fosforilación, lo que conduce a cambios en la expresión de genes que codifican para las interleucinas IL-8 (pro-inflamatoria) e IL-10 (anti-inflamatoria) mediante la activación de NF-?B y CREB, respectivamente. Se han identificado dos parálogos de la enzima GSK3 llamados GSK3? y GSK3?. Aunque la función de GSK3? en la producción de citocinas está bien establecida en modelos de monocitos estimulados con lipopolisacárido (LPS), no hay estudios que demuestren la participación de la isoforma GSK3? en este proceso. Previamente, nuestro equipo de trabajo observó que durante las infecciones de células de endotelio bovino (CEB) con el patógeno Staphylococcus aureus ocurre la inhibición preferencial de la isoforma GSK3?. El objetivo de este trabajo fue demostrar que durante las infecciones de células endoteliales por S. aureus, la isoforma GSK3? controla la expresión de citocinas y como consecuencia de ello, la inflamación. En cursos temporales de infección, se observó una inhibición preferencial por fosforilación de la isoforma GSK3?, comparada con la inhibición de la isoforma GSK3? durante los primeros 40 min de infección se incrementó la fosforilación de NF-?B en Ser536 (fosfo-NF-?B), su translocación al núcleo y la interacción con el co-activador CBP, lo que resultó en una mayor expresión de IL-8. Sin embargo, transcurridos los 40 min iniciales de infección, GSK3? pierde gradualmente su actividad constitutiva, incrementa la activación de CREB por fosforilación en Ser133 y su interacción con el co-activador CBP, lo que produjo un incremento en la expresión de IL-10. Simultáneamente, se redujo de manera gradual la abundancia relativa de fosfo-NF-?B y disminuyó también su presencia en el núcleo.