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Leite RO, de Souza PO, Haas CB, da Silveira F, Mohr KR, Bertoni APS, Soares MS, Azambuja JH, Prá MD, da Cruz LLP, Gelsleichter NE, Begnini K, Hasko G, Wink MR, Spanevello RM, Braganhol E. ATPergic signaling disruption in human sepsis as a potential source of biomarkers for clinical use. Clin Exp Med 2023; 23:3651-3662. [PMID: 36943594 PMCID: PMC10511658 DOI: 10.1007/s10238-023-01045-w] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/30/2022] [Accepted: 03/06/2023] [Indexed: 03/23/2023]
Abstract
Sepsis is a life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated inflammatory response to infection. To date, there is no specific treatment established for sepsis. In the extracellular compartment, purines such as adenosine triphosphate (ATP) and adenosine play essential roles in the immune/inflammatory responses during sepsis and septic shock. The balance of extracellular levels among ATP and adenosine is intimately involved in the signals related to immune stimulation/immunosuppression balance. Specialized enzymes, including CD39, CD73, and adenosine deaminase (ADA), are responsible to metabolize ATP to adenosine which will further sensitize the P2 and P1 purinoceptors, respectively. Disruption of the purinergic pathway had been described in the sepsis pathophysiology. Although purinergic signaling has been suggested as a potential target for sepsis treatment, the majority of data available were obtained using pre-clinical approaches. We hypothesized that, as a reflection of deregulation on purinergic signaling, septic patients exhibit differential measurements of serum, neutrophils and monocytes purinergic pathway markers when compared to two types of controls (healthy and ward). It was observed that ATP and ADP serum levels were increased in septic patients, as well as the A2a mRNA expression in neutrophils and monocytes. Both ATPase/ADPase activities were increased during sepsis. Serum ATP and ADP levels, and both ATPase and ADPase activities were associated with the diagnosis of sepsis, representing potential biomarkers candidates. In conclusion, our results advance the translation of purinergic signaling from pre-clinical models into the clinical setting opening opportunities for so much needed new strategies for sepsis and septic shock diagnostics and treatment.
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Affiliation(s)
- R O Leite
- Departamento de Clínica Médica, Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Pelotas, Brazil
- Hospital Nossa Senhora da Conceição, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção, UFPel, Pelotas, Brazil
| | - P O de Souza
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
| | - C B Haas
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
| | - F da Silveira
- Hospital Nossa Senhora da Conceição, Porto Alegre, Brazil
| | - K R Mohr
- Hospital Nossa Senhora da Conceição, Porto Alegre, Brazil
| | - A P S Bertoni
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, UFCSPA, Porto Alegre, Brazil
| | - M S Soares
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção, UFPel, Pelotas, Brazil
| | - J H Azambuja
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
| | - M Dal Prá
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
| | - L L P da Cruz
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, UFCSPA, Porto Alegre, Brazil
| | - N E Gelsleichter
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
| | - K Begnini
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil
| | - G Hasko
- Department of Anesthesiology, Columbia University, New York, NY, USA
| | - M R Wink
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, UFCSPA, Porto Alegre, Brazil
| | - R M Spanevello
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção, UFPel, Pelotas, Brazil
| | - E Braganhol
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção, UFPel, Pelotas, Brazil.
- Programa de Pós-Graduação em Biociências, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil.
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, UFCSPA, Porto Alegre, Brazil.
- Departamento de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre, Sarmento Leite St, 245-Main Building-Room 304, Porto Alegre, RS, 90.050-170, Brazil.
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