High glucose induces pyroptosis of retinal microglia through NLPR3 inflammasome signaling / Altos níveis de glicose induzem piroptose da micróglia da retina por sinalização de inflamassomas NLPR3

ABSTRACT

ABSTRACT Purpose: Diabetic retinopathy is currently considered a chronic inflammatory disease involving NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome activation and retinal microglial pyroptosis. In this study, we aimed to investigate whether NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome signaling induces pyroptotic death of retinal microglia under high-glucose conditions. Methods: Retinal microglia were stimulated by high glucose levels for 24 h. Cell viability, lactate dehydrogenase release, and caspase-1 activity were detected in vitro. The expression of pro-inflammatory cytokine (interleukin-1β, activated microglia marker ionized calcium-binding adapter molecule-1), NOD-like receptor family pyrin domain containing 3, cleaved caspase-1, and cleaved gasdermin D were examined. Subsequently, retinal microglia were pretreated with the inhibitors of NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome signaling prior to stimulation with high glucose, and their molecular and functional changes were evaluated. Results: High-glucose (25, 50, or 100 mM) stimulation decreased cell viability, but enhanced lactate dehydrogenase release and caspase-1 activity in a dose-dependent manner. Moreover, high glucose upregulated the protein expression of interleukin-1β, ionized calcium-binding adapter molecule-1, NOD-like receptor family pyrin domain containing 3, cleaved caspase-1, and cleaved gasdermin D. However, pretreatment with the inhibitors of NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome signaling inhibited high glucose (25 mM)-induced cytotoxicity, NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome activation, and pyroptosis of retinal microglia. Conclusions: NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome signaling may modulate retinal microglia-related inflammation and pyroptosis under high-glucose conditions.

RESUMO

RESUMO Objetivo: Atualmente, a retinopatia diabética é considerada uma doença inflamatória crônica envolvendo a ativação de inflamassomas NLRP3 e piroptose da micróglia da retina. Neste estudo, objetivamos investigar se a sinalização de inflamassomas NLRP3 induz a morte da micróglia da retina sob condições de alta glicose. Métodos: A micróglia da retina foi estimulada por altos níveis de glicose durante 24 horas. A viabilidade celular, a liberação de LDH e a atividade da caspase1 foram analisadas in vitro. Avaliou-se a expressão de citocina pró-inflamatória (IL1β), de marcador de micróglia ativado (Iba1), de NLRP3, de caspase1 clivada e de GSDMD clivada. Subsequentemente, a micróglia da retina foi pré-tratada com inibidores da sinalização de inflamassomas NLRP3 antes da estimulação com altos níveis de glicose e suas alterações moleculares e funcionais foram avaliadas. Resultados: A estimulação com altos níveis de glicose (25 mM, 50 mM ou 100 mM) diminuiu a viabilidade celular, mas aumentou a liberação de LDH e a atividade da caspase1 de forma dependente da dose. Além disso, os altos níveis de glicose aumentaram a expressão das proteínas IL1β, Iba1, NLRP3, caspase1 clivada e GSDMD clivada. No entanto, o pré-tratamento com inibidores da sinalização de inflamassomas NLRP3 e a posterior estimulação com altos níveis de glicose (25 mM) induziu citotoxicidade, a ativação de inflamassomas NLRP3 e a piroptose da micróglia da retina. Conclusão: A sinalização de inflamassomas NLRP3 pode modular a inflamação e a piroptose da micróglia da retina na presença de altos níveis de glicose.