Characterization of immune-pineal axis: pineal gland as a sensor for lipopolysaccharide (LPS)

O fator de transcrição nuclear kappa B (NFKB), central na resposta inflamatória, é constitutivamente expresso em glândulas pineais de rato. A inibição da translocação nuclear deste fator em pineais de rato por corticosterona potencia, enquanto que a inibição pela citocina fator de necrose tumoral (TNF) inibe a síntese de melatonina por inibição da transcrição da Aa-nat. Esta redução da produção noturna de melatonina está implicada em favorecer a montagem da resposta inflamatória. Embora dados da literatura sugerirem redução da produção de melatonina durante processos infecciosos, não há evidências diretas da habilidade da glândula pineal em reconhecer o lipopolissacarídeo (LPS), a endotoxina da membrana de bactérias gram-negativas. Esta dissertação investigou se a glândula pineal de ratos expressa receptores para o reconhecimento do LPS e estabeleceu possíveis mecanismos de ação desta endotoxina na glândula pineal de ratos. Nossos resultados demonstram que a glândula pineal expressa de maneira constitutiva os receptores CD14 e o TLR4. LPS induz a translocação nuclear dos dímeros p50/p50 e p50/RelA e a síntese de TNF em glândulas cultivadas. A máxima produção de TNF no meio de cultura é coincidente com a máxima expressão do receptor TNFR1 em pinealócitos. Além disso, LPS inibe a síntese de N-acetilserotonina e melatonina. Em conclusão, neste estudo, demonstramos que a pineal é alvo para o componente de bactérias gram-negativas LPS, reforçando a proposta de que esta glândula reconhece e gera respostas a moléculas que sinalizam a montagem da resposta inflamatória.Nuclear factor-kappa B (NFKB), a pivotal player in inflammatory responses, is constitutively expressed in the pineal gland. Corticosterone inhibits pineal NFKB leading to an enhancement of melatonin production, while tumor necrosis factor (TNF) leads to inhibition of Aa-nat transcription and the production of N-acetylserotonin (NAS) in cultured glands. The reduction of nocturnal melatonin surge favors the mounting of the inflammatory response. Despite these data, there is no clear evidence of the ability of the pineal gland to recognize molecules that signal infection. This study investigated whether the rat pineal gland expresses receptors for lipopolysaccharide (LPS), the endotoxin from the membranes of gram-negative bacteria, and to establish the mechanism of action of LPS. Here we show that pineal glands possesses both CD14 and toll-like receptor 4 (TLR4), membrane proteins that bind LPS and trigger the NFKB pathway. LPS induced the nuclear translocation of p50/p50 and p50/RELA dimers and the synthesis of TNF. The maximal expression of TNF in cultured glands coincides with an increase in the expression of TNF receptor 1 (TNFR1) in isolated pinealocytes. In addition, LPS inhibited the synthesis of N-acetylserotonin and melatonin. Therefore, the pineal gland transduces gram-negative endotoxin stimulation by producing TNF and inhibiting melatonin synthesis. Here we provide evidence to reinforce the idea of an immune-pineal axis, showing that the pineal gland is a constitutive player in the innate immune response