Effects of LPS on Interleukin 1β in Human Atrial Fibroblasts

Abstract

Background Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia in clinical practice and is associated with factors such as obesity and ageing. Recent data suggests that intestinal dysbiosis may contribute to its development through the translocation of lipopolysaccharides (LPS) into the bloodstream. Previous studies by our research group showed a significant increase in IL-1β gene expression after treating human atrial fibroblasts with LPS, suggesting its involvement in cardiac inflammation. Hypothesis and Objectives: We hypothesised that: I) LPS-induced IL-1β gene overexpression results in increased IL-1β protein, and II) LPS induces IL-1β expression mainly through the canonical NLRP3 inflammasome pathway. To evaluate our hypotheses, our objectives were: to quantify IL-1β protein after treatment with LPS; to verify the presence of TLR4 in cell membranes; and to determine the impact of inhibiting the TLR4 receptor on IL-1β protein production. Methods Human atrial fibroblasts were treated with TAK242 and/or LPS. IL-1β protein was quantified by western blot using the VersaDoc system. TLR4 expression was determined by immunofluorescence. Data were analysed using SPSS v.29, with statistical significance set at p < 0.05. Results TLR4 was expressed on the cell membranes. IL-1β protein expression increased with rising concentrations of LPS. A progressive reduction in IL-1β was observed upon treatment with increasing concentrations of the TLR4 inhibitor. Conclusion Our results suggest that LPS promotes the production of IL-1β protein and that this effect is reduced by TLR4 inhibition. Therefore, the canonical NLRP3 inflammasome pathway appears to be the main route of IL-1β production in human atrial fibroblasts

Antecedentes La fibrilación auricular (FA) es la arritmia más común en la práctica clínica y se asocia a factores como la obesidad y el envejecimiento. Datos recientes sugieren que la disbiosis intestinal podría contribuir a su desarrollo mediante la translocación de lipopolisacáridos (LPS) al torrente sanguíneo. Estudios previos de nuestro grupo de investigación mostraron un aumento significativo en la expresión génica de IL-1β tras tratar fibroblastos auriculares humanos con LPS, lo que sugiere su implicación en la inflamación cardíaca. Hipótesis y objetivos Planteamos la hipótesis de que: I) La sobreexpresión génica de IL-1β inducida por LPS se traduce en un aumento de la proteína IL-1β, y II) LPS induce la expresión de IL-1β principalmente a través de la vía canónica del inflamasoma NLRP3. Para evaluar estas hipótesis, nuestros objetivos fueron: cuantificar la proteína IL-1β tras el tratamiento con LPS; verificar la presencia de TLR4 en las membranas celulares; y determinar el impacto de la inhibición del receptor TLR4 sobre la producción de IL-1β. Métodos Se trataron fibroblastos auriculares humanos con TAK242 y/o LPS. La proteína IL-1β se cuantificó mediante western blot utilizando el sistema VersaDoc. La expresión de TLR4 se determinó por inmunofluorescencia. Los datos se analizaron con SPSS v.29, considerando significación estadística para p < 0,05. Resultados Se observó expresión de TLR4 en las membranas celulares. La expresión de la proteína IL-1β aumentó con concentraciones crecientes de LPS. Se detectó una reducción progresiva de IL-1β tras el tratamiento con concentraciones crecientes del inhibidor de TLR4. Conclusión Nuestros resultados sugieren que el LPS promueve la producción de la proteína IL-1β y que este efecto se reduce mediante la inhibición de TLR4. Por tanto, la vía canónica del inflamasoma NLRP3 parece ser la principal ruta de producción de IL-1β en fibroblastos auriculares humanos.

Antecedents La fibril·lació auricular (FA) és l’arrítmia més freqüent en la pràctica clínica i s’associa a factors com l’obesitat i l’envelliment. Dades recents suggereixen que la disbiosi intestinal podria contribuir al seu desenvolupament mitjançant la translocació de lipopolisacàrids (LPS) al torrent sanguini. Estudis previs del nostre grup de recerca van mostrar un augment significatiu en l’expressió gènica d’IL 1β després de tractar fibroblasts auriculars humans amb LPS, la qual cosa suggereix la seva implicació en la inflamació cardíaca. Hipòtesis i objectius Vam plantejar la hipòtesi que: I) La sobreexpressió gènica d’IL-1β induïda per LPS es tradueix en un augment de la proteïna IL-1β, i II) El LPS indueix l’expressió d’IL-1β principalment a través de la via canònica de l’inflamasoma NLRP3. Per tal d’avaluar aquestes hipòtesis, els nostres objectius van ser: quantificar la proteïna IL-1β després del tractament amb LPS; verificar la presència de TLR4 a les membranes cel·lulars; i determinar l’impacte de la inhibició del receptor TLR4 sobre la producció d’IL-1β. Mètodes Es van tractar fibroblasts auriculars humans amb TAK242 i/o LPS. La proteïna IL-1β es va quantificar mitjançant western blot utilitzant el sistema VersaDoc. L’expressió de TLR4 es va determinar per immunofluorescència. Les dades es van analitzar amb SPSS v.29, considerant significació estadística per a p < 0,05. Resultats Es va observar expressió de TLR4 a les membranes cel·lulars. L’expressió de la proteïna IL-1β va augmentar amb concentracions creixents de LPS. Es va detectar una reducció progressiva d’IL-1β amb concentracions creixents de l’inhibidor de TLR4. Conclusions Els nostres resultats suggereixen que el LPS promou la producció de la proteïna IL-1β i que aquest efecte es redueix mitjançant la inhibició de TLR4. Per tant, la via canònica de l’inflamasoma NLRP3 sembla ser la principal ruta de producció d’IL-1β en fibroblasts auriculars humans.