Glucuronoarabinoxilana da goma do abacaxi : potencial imunoterápico baseado na ativação de macrófagos e indução de imunidade treinada em modelo de melanoma murino

Abstract

Resumo: Considerando os efeitos adversos das terapias convencionais e a resposta ainda limitada às imunoterapias no tratamento do melanoma metastático, estratégias voltadas à modulação do microambiente tumoral têm adquirido crescente relevância. Em especial, aquelas que favorecem a repolarização de macrófagos associados a tumores (TAMs) em direção a fenótipos M1-like, classicamente associados a atividades pró-inflamatórias e antitumorais. Nesse contexto, polissacarídeos têm se destacado por suas propriedades imunoestimulantes e antitumorais, com destaque para a classe das arabinoxilanas (AXs). Mais recentemente, AXs também foram descritas como capazes de induzir o treinamento imune, tornando células da imunidade inata mais responsivas a estímulos secundários heterólogos, o que reforça o interesse em sua aplicação terapêutica, especialmente em doenças nas quais a imunotolerância representa um desafio. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo investigar as propriedades imunoestimulantes (in vitro e ex vivo) e antitumorais de uma glucuronoarabinoxilana (GAX) extraída da goma do abacaxi (ANPT) – um resíduo agroindustrial sem valor agregado – em modelo de melanoma murino. Os resultados demonstraram que macrófagos peritoneais derivados de animais portadores de melanoma tratados com ANPT (100 mg/kg/dia), quando reexpostos ex vivo ao polissacarídeo (1000 µg/mL, 24 h), apresentaram um aumento significativo de suas áreas e complexidade celular (p <0,0001), quando avaliadas suas morfologias. Quando avaliadas suas capacidades funcionais, essas células também apresentaram um aumento significativo na produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) (66%) e na atividade fagocítica (35%). Assim como apresentaram um perfil de citocinas pró-inflamatórias pronunciado (IL-12p70, TNF, IL-6, IFN-y) e uma produção de óxido nítrico (NO) 6 vezes maior frente a estímulos pró-inflamatórios, em comparação aos macrófagos peritoneais derivados de animais do grupo controle. O tratamento dos animais portadores de melanoma com o ANPT (100 mg/kg/dia), também foi capaz de dobrar a quantidade de precursores hematopoiéticos e aumentar a expressão de marcadores clássicos de fenótipos M1-like (CD80+/CD86+) em macrófagos derivados da medula óssea (BMDMs), em comparação aos BMDMs de animais do grupo controle. Essa atividade imunoestimulante foi atribuída ao reconhecimento do ANPT por receptores do tipo TLR4 em ensaios realizados com as células HEK-Blue™ hTLR4, que superexpressam tais receptores, e à ativação de vias MyD88-dependentes e não dependentes, em experimentos com BMDMs de animais saudáveis, tratados na presença ou ausência de um inibidor da proteína adaptadora MyD88. Além disso, os resultados sugerem a capacidade do ANPT em induzir o treinamento imune em BMDMs de animais saudáveis, que se tornaram significativamente mais responsivos à secreção de IL-6 e MCP-1 (p <0,01) após estímulo pró-inflamatório secundário. Em camundongos C57BL/6, o treinamento prévio com o ANPT (1 mg) inibiu significativamente o crescimento de tumores de B16-F10 (57%), de forma dependente do tratamento diário subsequente (100 mg/kg/dia) com o polissacarídeo. Esses achados evidenciam o potencial do ANPT em induzir um fenótipo M1-like em macrófagos e promover efeitos antitumorais mediados pelo treinamento imune. Essa atividade destaca o ANPT como uma alternativa promissora para o tratamento do melanoma, além de agregar valor a um resíduo agroindustrial, promovendo alternativas sustentáveis na busca por novas estratégias terapêuticas

Abstract: In light of the adverse effects associated with conventional therapies and the limited efficacy of immunotherapies in metastatic melanoma, strategies targeting the tumor microenvironment have gained increasing attention. In particular, those that promote the repolarization of tumor-associated macrophages (TAMs) toward M1-like phenotypes, which are classically associated with pro-inflammatory and antitumor activities. In this context, polysaccharides have emerged as promising molecules due to their immunostimulatory and antitumor properties, with a special emphasis on the arabinoxylan (AX) class. Recently, AXs have also been reported to induce immune training, making innate immune cells more responsive to secondary heterologous stimuli, thereby increasing interest in their therapeutic application, especially in diseases where immunotolerance represents a challenge. In this context, this study aimed to investigate the immunostimulatory (in vitro and ex vivo) and antitumor properties of a glucuronoarabinoxylan (GAX) extracted from pineapple gum (ANPT), an agro-industrial residue with no added commercial value, in a murine melanoma model. The results demonstrated that peritoneal macrophages derived from melanoma-bearing animals treated with ANPT (100 mg/kg/day), when re-exposed ex vivo to the polysaccharide (1000 µg/mL, 24 h), exhibited a significant increase in their areas and cellular complexity (p < 0.0001) when their morphologies were analyzed. When their functional capacities were evaluated, these cells also exhibited a significant increase in reactive oxygen species (ROS) production (66%) and phagocytic activity (35%). They also exhibited a pronounced pro-inflammatory cytokine profile (IL-12p70, TNF, IL-6, IFN-?), and a nitric oxide (NO) production that was sixfold higher in response to pro-inflammatory stimuli compared to peritoneal macrophages derived from control animals. When treated with ANPT (100 mg/kg/day), melanoma-bearing animals also exhibited a twofold increase in the number of hematopoietic precursors and increased expression of classic markers of M1-like phenotypes (CD80+/CD86+) in bone marrow-derived macrophages (BMDMs), compared with BMDMs from control animals. This immunostimulatory activity has been attributed to the recognition of ANPT by TLR4 receptors in assays conducted with HEK-Blue™ hTLR4 cells, which overexpress these receptors, and to the activation of MyD88-dependent and MyD88-independent pathways in experiments with BMDMs from healthy animals treated in the presence or absence of a MyD88 adaptor protein inhibitor. Furthermore, the results suggest that ANPT can induce immunity training in BMDMs from healthy animals, which became significantly more responsive to the secretion of IL-6 and MCP-1 (p < 0.01) following a secondary pro-inflammatory stimulus. In C57BL/6 mice, previous training with ANPT (1 mg) significantly inhibited the growth of B16-F10 tumors (57%, p < 0.0001), in a manner dependent on subsequent daily treatment (100 mg/kg/day) with the polysaccharide. These findings highlight the potential of ANPT to induce an M1-like phenotype in macrophages and promote antitumor effects mediated by immune priming. This activity highlights ANPT as a promising alternative for the treatment of melanoma, in addition to adding value to an agroindustrial residue, promoting sustainable alternatives in the search for new therapeutic strategies