Repatterning metabólico em células musculares lisas da via aérea na DPOC

A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) é caracterizada pelo espessamento do músculo liso das vias aéreas, em parte devido à hiperplasia das células musculares lisas da via aérea (ASMC). A reprogramação metabólica, envolvendo aumento da glicólise e do catabolismo da glutamina, apoia o equilíbrio biossintético e redox necessário para o crescimento celular. Investigamos se as ASMCs da DPOC apresentam um fenótipo metabólico distinto que pode contribuir para o aumento do crescimento. Realizamos uma análise exploratória do perfil metabólico intracelular das ASMCs de não fumantes saudáveis, fumantes saudáveis e pacientes com DPOC, sob condições não estimuladas ou de crescimento com fator de crescimento transformador (TGF)-β e soro bovino fetal (FBS). As ASMCs da DPOC mostraram desequilíbrio energético e acúmulo do produto glicolítico lactato, glutamina, ácidos graxos e aminoácidos em comparação com os controles nas condições não estimuladas e de crescimento. A capacidade de oxidação de ácidos graxos foi reduzida sob condições não estimuladas. AS ASMCs da DPOC estimuladas por TGF-β/FBS mostraram restauração da capacidade de oxidação de ácidos graxos, upregulação do produto da via da fosfato de pentose ribose-5-fosfato e de intermediários da biossíntese de nucleotídeos, e níveis aumentados do catabólito da glutamina glutamato. Além disso, ASMCs da DPOC estimuladas por TGF-β/FBS mostraram uma maior razão de glutationa reduzida para oxidada e níveis mais baixos de oxidantes mitocondriais. A inibição da glicólise e a depleção de glutamina atenuaram o crescimento estimulado por TGF-β/FBS das ASMCs da DPOC. Alterações na glicólise, glutamina e metabolismo de ácidos graxos podem levar a um aumento da biossíntese e do equilíbrio redox, apoiando o crescimento das ASMCs da DPOC.