A ativação celular requer a integração de vias metabólicas para sustentar o fenótipo e a função celular. A remoção de células apoptóticas (ACs), denominada eferocitose, ativa a glicólise e/ou a β-oxidação para reparo tecidual. Já o estímulo de receptores tipo Toll (TLR) ativa a glicólise e síntese de ácidos graxos (FAS) que sustenta um perfil celular inflamatório. A eferocitose de ACs infectadas com Escherichia coli, por células dendríticas (DCs), resulta na ativação de DCs imunogênicas. Entretanto, pouco se sabe sobre a modulação das vias metabólicas de DCs na presença simultânea dos componentes oriundos da degradação da AC e de produtos bacterianos. A hipótese deste estudo é de que a eferocitose de ACs infectadas com Staphylococcus aureus (iACs) por DCs favorecia a interação com TLR e ativação da via glicolítica e FAS enquanto o elevado conteúdo lipídio oriundo da AC permitiria a ativação da via de β-oxidação. O sinergismo dessas vias colaboraria para a função de DCs. A eferocitose de ACs promoveu aumento da via glicolítica sem alterar o fenótipo de DCs. Por outro lado, a eferocitose de iAC promoveu uma rápida ativação celular com aumento na expressão de moléculas de MHCII e CD86 e produção de mediadores inflamatórios e IL-10. Essa ativação foi acompanhada da redução da respiração mitocondrial e aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) mitocondriais e mitocôndrias disfuncionais. A eferocitose de iAC aumentou a glicólise pela ativação do fator de transcrição Hif-1α. A inibição de vias metabólicas demonstrou que tanto a glicólise quanto a FAS são importantes para produção de IL-6, IL-1β, nitrito e IL-10 nesse contexto. Em camundongos diabéticos, as células de Langerhans tornam-se disfuncionais e incapazes de ativar linfócitos Th17 para auxiliar na resolução da infecção cutânea pela S. aureus. O transcriptoma da população CD11c+ isolada da pele de camundongos diabéticos infectados mostrou uma regulação negativa da expressão de Hif1a e de genes associados à glicólise e produção de citocinas inflamatórias. Os dados evidenciam a importância dessas vias metabólicas na ativação de DCs e sugerem novas alternativas de potenciais alvos terapêuticos utilizando fármacos que atuem em vias metbólicas para formulação de tratamentos tópicos que beneficiem indivíduos diabéticos, que são susceptíveis a infecções cutâneas.

Cellular activation integrates metabolic pathways to sustain cell function. The clearance of apoptotic cells (ACs), termed efferocytosis, activates glycolysis or β-oxidation for tissue repair. Toll-like receptor (TLR) stimulation activates glycolysis, fatty acid synthesis (FAS) and an inflammatory cell phenotype. Efferocytosis of Escherichia coliinfected ACs by dendritic cells (DCs) results in immunogenic DCs. However, little is known about the modulation of DC metabolic pathways in the presence of components derived from AC degradation and bacterial recognition. This study hypothesized that the phagocytosis of ACs would increase β-oxidation and oxidative phosphorylation, resulting in tolerogenic DCs and the efferocytosis of ACs infected with Staphylococcus aureus (iACs) would favor the activation of TLR, glycolysis and FAS, while the high lipid content from AC would allow activation of the β-oxidation pathway. The synergism of these pathways would contribute to DC function. Our results showed that efferocytosis of AC promoted an increase in the glycolytic pathway without altering DC phenotype. On the other hand, iAC efferocytosis promoted rapid cell activation with increased expression of MHC-II and CD86 molecules and production of inflammatory mediators and IL-10. This activation was followed by reduced mitochondrial respiration and increased production of mitochondrial reactive oxygen species (ROS) and dysfunctional mitochondria. Efferocytosis of iAC also enhanced glycolysis by activating the transcription factor Hif-1α. The inhibition of metabolic pathways demonstrated that glycolysis and FAS are important to produce IL-6, IL-1β, nitrite and IL-10 in this context. In diabetic mice, Langerhans cells become dysfunctional and unable to recruit Th17 cell response to resolve the cutaneous S. aureus infection. The transcriptome of the CD11c+ population isolated from the skin of infected diabetic mice showed downregulation of Hif1a, glycolysis, and the production of inflammatory cytokines genes. These data shed light on the contribution of these metabolic pathways in the activation of DCs and suggest possible therapeutic targets for the formulation of topical skin treatments that benefit diabetic individuals susceptible to skin infections.