A Proteína SERPINE1 Desencadeia a Morte de Células Pulmonares na SARA por Depleção de NAD+ Mitocondrial

A Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) apresenta mortalidade hospitalar de 35–45% e carece de terapias específicas modificadoras da doença. A ferroptose — uma forma regulada de morte celular impulsionada pela peroxidação lipídica dependente de ferro — emergiu recentemente como um mecanismo patogênico na SDRA, mas seus gatilhos moleculares a montante nas células epiteliais alveolares permaneciam pouco definidos. Este estudo do China-Japan Friendship Hospital identifica o SERPINE1 (que codifica o inibidor do ativador do plasminogênio-1, PAI-1) como um iniciador até então não reconhecido da sinalização ferroptótica em células epiteliais alveolares do tipo II (AT2), atuando por meio da perturbação da homeostase mitocondrial de NAD+ e da supressão da desacetilase associada à longevidade Sirt3.

Os pesquisadores primeiro exploraram bancos de dados transcriptômicos de SDRA disponíveis publicamente e confirmaram que o SERPINE1 estava acentuadamente regulado para cima no tecido pulmonar de pacientes com SDRA. Em seguida, coletaram soro de pacientes adultos com SDRA (diagnosticados pelos critérios de Berlim, com amostras coletadas dentro de 48 horas do diagnóstico) e de controles saudáveis pareados por idade e sexo, verificando que os níveis séricos de PAI-1 se correlacionaram positivamente com os escores de gravidade da doença. Em um modelo murino de instilação intratraqueal de LPS bem validado (5 mg/kg, C57BL/6J, ponto final de 48 horas), a expressão pulmonar do SERPINE1 estava igualmente elevada, juntamente com os marcadores canônicos de ferroptose — ACSL4 e ALOX12 —, enquanto as proteínas inibitórias da ferroptose SLC7A11, GPX4 e FTH1 estavam reduzidas. Camundongos knockout para SERPINE1 e a inibição farmacológica com TM5275 atenuaram significativamente os escores de lesão pulmonar, reduziram a concentração de proteínas no lavado broncoalveolar, diminuíram os níveis séricos de IL-6 e TNF-α e restauraram o equilíbrio de expressão entre proteínas promotoras e inibidoras da ferroptose.

Em células AT2 humanas estimuladas com LPS, experimentos de ganho e perda de função (superexpressão lentiviral e silenciamento por siRNA) confirmaram que o SERPINE1 era necessário e suficiente para induzir a morte celular ferroptótica. A ferroptose foi quantificada pela fluorescência do FerroOrange (acúmulo de Fe²⁺), pelos níveis de MDA (peroxidação lipídica) e pela liberação de LDH (ruptura de membrana). A superexpressão do SERPINE1 aumentou significativamente todos os três marcadores, enquanto o silenciamento os reverteu. O potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm), avaliado pela coloração com JC-1, foi despolarizado pela superexpressão do SERPINE1 e restaurado pelo silenciamento, demonstrando comprometimento funcional mitocondrial.

Análises proteômicas e de co-imunoprecipitação revelaram a via mecanística: o SERPINE1 interage fisicamente com o NDUFB10, uma subunidade do complexo I da cadeia respiratória mitocondrial, e com o PARP1, uma das principais enzimas consumidoras de NAD+. Essa dupla interação perturba a homeostase mitocondrial de NAD+, reduzindo a razão NAD+/NADH e a produção celular de ATP. A queda no NAD+ — cofator necessário para a atividade desacetilase do Sirt3 — suprimiu substancialmente a expressão e a função do Sirt3. Como o Sirt3 é conhecido por desacetilar e ativar proteínas antioxidantes e mitocondriais essenciais, sua supressão amplificou a vulnerabilidade ferroptótica. Notavelmente, o SERPINE1 não se ligou diretamente ao Sirt3, posicionando-o a montante como um regulador indireto por meio de intermediários metabólicos. A suplementação com NMN (nicotinamida mononucleotídeo, 500 mg/kg intraperitonealmente) in vivo resgatou parcialmente os níveis de NAD+, a atividade do Sirt3 e os parâmetros de lesão pulmonar, validando esse eixo metabólico.

Este estudo estabelece um eixo SERPINE1→NAD+/NADH→Sirt3→ferroptose no epitélio pulmonar da SDRA. A relevância se estende além da SDRA: o Sirt3 é uma sirtuína mitocondrial amplamente caracterizada e associada à longevidade, e a depleção de NAD+ é uma marca registrada do envelhecimento celular. A descoberta de que um mediador inflamatório (SERPINE1) pode colapsar a homeostase de NAD+ e silenciar o Sirt3 traça uma linha mecanística direta entre o estresse inflamatório e a biologia do envelhecimento mitocondrial. O TM5275 e a suplementação com NMN demonstraram potencial terapêutico em modelos pré-clínicos, embora a tradução clínica exija dados de ensaios em humanos. O estudo apresenta limitações por basear-se em um único modelo de SDRA induzido por LPS, pela ausência de camundongos fêmeas (foram utilizados apenas machos C57BL/6J) e por um tamanho amostral clínico relativamente pequeno para os dados de correlação sérica.