Metabólito cetônico potencializa células T que combatem o câncer por meio do ATP mitocondrial

As células T CD8+ citotóxicas precisam adotar e manter um estado efetor para combater tumores e infecções crônicas, e esse estado exige muita energia. As células T em proliferação produzem ATP principalmente por glicólise, enquanto a função efetora ideal se beneficia da fosforilação oxidativa mitocondrial (OXPHOS). Este estudo publicado na Cell investiga se o D-α-hidroxibutirato (DAHB), uma molécula produzida por algumas bactérias, incluindo Fusobacterium nucleatum, pode promover a diferenciação efetora ao alterar a produção de energia das células T.

Em células T CD8+ ativadas, o DAHB aumentou o interferon gama e a Perforina de forma mais intensa do que o D-lactato. Seus efeitos foram dose-dependentes entre 2 e 20 mM, e a expressão aumentada persistiu por 24 horas após a lavagem. O RNA-seq e a proteômica mostraram aumentos mais amplos de moléculas efetoras, inclusive quando o DAHB foi adicionado 24 horas após a ativação. Entre os compostos comparados, o DAHB e o butirato foram os indutores de citocinas mais potentes; os isômeros do hidroxibutirato foram testados em doses equimolares, enquanto o butirato foi testado em sua dose máxima tolerada de 0,5 mM. As células T OT-I pré-tratadas com DAHB apresentaram citotoxicidade aproximadamente três vezes maior contra células de linfoma EL4-OVA em diferentes razões entre células efetoras e células-alvo.

As estimativas baseadas em Seahorse indicaram que o DAHB aumentou a taxa de produção de ATP derivado de OXPHOS em média 82% e diminuiu a produção de ATP glicolítico em 23%. O rastreamento com isótopos não encontrou incorporação detectável de carbono do DAHB em intermediários do ciclo do TCA. As células T de camundongos com nocaute condicional de Ldhd mantiveram as respostas de citocinas e de OXPHOS induzidas pelo DAHB, o que sustenta um papel de sinalização, e não a necessidade de catabolismo do DAHB. A oxidação de palmitato dobrou, e a oxidação de ácidos graxos de cadeia curta, média e longa aumentou. O aumento da respiração mitocondrial ao longo de 24 horas não foi acompanhado por um aumento significativo da peroxidação lipídica.

Intervenções farmacológicas e genéticas sustentaram um papel da oxidação de ácidos graxos. Etomoxir e teglicar reduziram a respiração associada ao DAHB e as respostas efetoras, e aumentaram a ativação de AMPK. O nocaute de Cpt1a ou Hadhb inibiu parcialmente a expressão de IFN-γ e de Perforina mediada pelo DAHB. Esses experimentos genéticos ajudaram a esclarecer os efeitos fora do alvo relatados do etomoxir sobre a cadeia de transporte de elétrons.

O resumo e a introdução conectam as mudanças metabólicas à fosfocreatina (PCr) e à remodelação da cromatina. O DAHB aumentou a PCr celular, e tanto a reserva de PCr quanto a OXPHOS foram necessárias para a diferenciação efetora. O aumento da produção de PCr foi associado à acessibilidade da cromatina dependente do complexo BAF em loci efetores e ao aumento da expressão de genes efetores. O resumo também relata maior atividade antitumoral in vitro e in vivo, mas o trecho fornecido não contém os experimentos detalhados de PCr/cromatina nem os resultados in vivo.

O DAHB também inibiu a atividade de HDAC, embora de forma menos intensa do que o butirato ou a tricostatina A. O trecho termina durante esta seção, portanto não estabelece como todos os possíveis mecanismos foram separados experimentalmente. As evidências disponíveis são pré-clínicas e incluem experimentos com células T de camundongos usando concentrações milimolares de DAHB. Elas não estabelecem dose para humanos, segurança ou benefício clínico, e não sustentam a suplementação com DAHB.