Avaliação dos efeitos da exposição ao LDL-colesterol em linhagem de células microgliais

Abstract

Hipercolesterolemia é uma disfunção metabólica caracterizada por níveis elevados de colesterol, associado à Lipoproteína de Baixa Densidade (LDL), na corrente sanguínea. Essa condição afeta mais de 40% da população mundial e é o principal fator de risco para doenças cardiovasculares. Nos últimos 30 anos, a hipercolesterolemia tem sido associada com o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, sendo observados danos a barreira hematoencefálica (BHE) e a presença de elementos periféricos no sistema nervoso central de indivíduos hipercolesterolêmicos. Frente ao aumento da permeabilidade da BHE, as células microgliais, responsáveis pela manutenção da homeostase cerebral, podem alterar sua atividade e morfologia, adequando sua resposta, de modo a proteger as demais células dos elementos extravasados da periferia. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar, in vitro, as alterações induzidas em resposta ao excesso de LDL em microglias. Para tanto, foi empregada a linhagem BV-2 de células microgliais murinas, as quais foram expostas ao LDL-colesterol nas concentrações de 50, 100 ou 300 μg/mL ou PBS (controle), por um período de 24 horas. Na sequência foram realizados os ensaios para avaliar viabilidade, densidade celular, acúmulo de gotas lipídicas, quantidade de lisossomos, alterações na autofagia, receptores envolvidos na endocitose da LDL e resposta inflamatória. As células BV-2 expostas à LDL, principalmente na maior concentração testada, apresentaram acúmulo de gotas lipídicas, o que foi associado a alterações no processo de digestão celular, sem que houvesse modulação da produção de citocinas pró-inflamatórias e geração de espécies reativas. Além disso, a exposição à LDL modificou a expressão gênica do receptor de LDL, mas não de receptores relacionados à captação de LDL oxidada ou mediadores inflamatórios. Em suma, as células BV-2 conseguem endocitar a LDL, porém, o excesso acaba por se acumular internamente na forma de gotas lipídicas, o que pode estar associado às alterações no processo de endocitose e no processo de autofagia, sendo um indício de disfunção celular in vitro. Indicando que células microgliais quando expostas a um excesso de LDL-colesterol podem apresentar um estado menos responsivo e funcional, o que estaria associado a um maior risco de desenvolvimento de doenças neurodegenerativas em pacientes hipercolesterolêmicos.

Hypercholesterolemia is a metabolic dysfunction characterized by high levels of cholesterol associated with low-density lipoprotein (LDL) in the bloodstream. This condition affects more than 40% of the world's population and is the main risk factor for cardiovascular diseases. Over the last 30 years, hypercholesterolemia has been associated with the development of neurodegenerative diseases, damage to the blood-brain barrier (BBB), and the presence of peripheral elements in the central nervous system of hypercholesterolemic individuals. Faced with increased permeability of the BBB, microglial cells, responsible for maintaining brain homeostasis, can change their activity and morphology, and adapt their response to protect other cells from elements extravasated from the periphery. Thus, the objective of this work was to investigate, in vitro, the changes induced in response to excess LDL in microglia. To this end, the BV-2 line of murine microglial cells was used, which were exposed to LDL-cholesterol at concentrations of 50, 100 or 300 μg/mL or PBS (control), for a period of 24 hours. Next, assays were carried out to evaluate viability, cell density, accumulation of lipid droplets, number of lysosomes, changes in autophagy, receptors involved in LDL endocytosis, and the inflammatory response. BV-2 cells exposed to LDL, especially at the highest concentration tested, showed accumulation of lipid droplets, which was associated with changes in the cellular digestion process without modulating the production of pro-inflammatory cytokines and generation of reactive species. Furthermore, exposure to LDL modified the gene expression of the LDL receptor, but not of receptors related to the uptake of oxidized LDL or inflammatory mediators. In short, BV-2 cells are able to endocytose LDL; however, the excess ends up accumulating internally in the form of lipid droplets, which may be associated with changes in the endocytosis and autophagy processes, indicating dysfunction of cells in vitro. Indicating that microglial cells when exposed to an excess of LDL-cholesterol may present a less responsive and functional state, which would be associated with a greater risk of developing neurodegenerative diseases in hypercholesterolemic patients.