MODELOS EXPERIMENTAIS DE COLITE

Com intuito de compreender os mecanismos envolvidos na patogênese das DII, vários modelos animais foram desenvolvidos nas últimas décadas, como o de indução química por 2,4-dinitrobezeno sulfônico (DNBS), 2,4,6-trinitrobenzeno sulfônico (TNBS), ácido acético, oxazolona, sulfato de sódio dextrana (DSS), etc. Embora esses modelos não representem na totalidade a complexidade da doença que acomete o homem, são importantes para análise de muitos aspectos importantes das DII que são difíceis de serem estudados em humanos.

Embora os fatores etiológicos envolvidos na perpetuação da DII permanecem incertos, o desenvolvimento de vários modelos de indução da colite em animais fornece novas estratégias para desvendar o aparecimento e a progressão da DII (RANDHAWA et al., 2014).

Os modelos animais são considerados ferramentas valiosas e indispensáveis que fornecem uma grande variedade de opções para investigar o envolvimento de vários fatores na patogênese da doença, contribuindo para avaliar diferentes opções terapêuticas e selecionar os tratamentos mais eficientess e seguros (PERSE; CERAR, 2012). No entanto, é importante considerar que não existe um modelo animal ideal que reproduza completamente a DII humana, uma vez que não se pode mostrar em modelos experimentais a etiologia completa dessa doença (GÁLVEZ; COMALADA; XAUS, 2010; DOTHEL et al., 2013).

Existem duas categorias principais de indução da colite, uma delas induzida por agentes químicos, mais comumente utilizados, e que reproduzem vários aspectos imunológicos e histopatológicos das DII em humanos, e existem também modelos animais em que as DII desenvolvem-se espontaneamente. Nestes modelos, as mutações genéticas relacionadas aos componentes do sistema imune causam processos inflamatórios intestinais de diversos tipos e, nestes casos, a sintomatologia inflamatória geralmente se intensifica progressivamente (GÁLVEZ, COMALADA, XAUS, 2010).

A deleção de genes responsáveis pela transcrição de algumas citocinas também pode favorecer o desenvolvimento de colite espontânea em animais. Dentre estes modelos se destacam os que utilizam camundongos knockout (modificados geneticamente) para as citocinas IL-10 e IL-2. Neste caso, os animais desenvolvem colite espontânea, devido à desregulação da interação entre as células do sistema imune e a microbiota entérica (BERG et al., 2002; BOONE et al., 2002). As mutações genéticas relacionadas aos componentes do sistema imune causam processos inflamatórios intestinais de diversos tipos e, nestes casos, a sintomatologia inflamatória geralmente se intensifica progressivamente até a morte do animal (WIRTZ et al., 2007).

O aparecimento da inflamação intestinal nos modelos de indução por agentes químicos, são considerados rápidos, o que torna sua utilização relativamente simples (WIRTZ et al., 2007). A indução é realizada através da inserção de um cateter no colón do animal (camundongos, ratos ou coelhos) para instilação de um determinado agente químico. É o caso do ácido acético, do DNBS, do TNBS e da oxazolona. Outro agente químico que pode induzir inflamação intestinal é o DSS, que é administrado por via oral, diluído na água. Esses modelos podem imitar as características morfológicas, histopatológicos e sintomáticas da DII humana (RANDHAWA et al., 2014). Tanto o modelos de indução por DSS, como por TNBS estão bem estabelecidos em modelos animais de inflamação da mucosa, sendo utilizados há mais de 2 décadas em estudos

pré-clínicos e de patogênese da DII (NEURATH; FUSS; STROBER, 2000; WIRTZ; NEURATH, 2007).

2.2.1 Modelo de indução por Ácido Acético

Em 1978, MacPherson e Pfeiffer propuseram um modelo experimental de indução pelo ácido acético a 10% via retal. Embora seja um modelo antigo, ainda hoje é bastante estudado, principalmente na pesquisa de fármacos eficazes contra as DII (NOA et al, 2000; GUERRA et al., 2015).

O ácido acético é usado exclusivamente para modelo agudo de colite e a sua administração intracolônica provoca um processo inflamatório similar à UC, com alterações endoscópicas e histopatológicas de fácil reprodutibilidade, no qual os mediadores inflamatórios como ERO, aminas vasoativas e eicosanoides desempenham um papel importante (CARTY et al., 2000).

A administração por via intracolônica de ácido acético em murinos provoca lesões epiteliais do cólon com necrose e inflamação associada a infiltração de neutrófilos e macrófagos no tecido colônico. A resposta inflamatória resultante desse processo é devido à produção de ERO e ao produto de influxo do conteúdo luminal para a lâmina própria, decorrente da destruição das células epiteliais (MILLAR et al., 1996). Neste modelo de indução, Guerra et al (2015) verificaram um aumento da lipoperoxidação e diminuição do conteúdo de glutationa total no homogeinado de intestino grosso distal dos ratos quando comparados ao grupo controle negativo.

A perda da barreira que se situa entre as células imunológicas e o lúmen do intestino provoca a injúria do tecido e, consequentemente, a ativação de uma cascata inflamatória. Sendo assim, a utilização deste modelo animal também contribui para uma melhor compreensão da colite humana com respeito às alterações imunológicas, já que, além de reproduzir as lesões macroscópicas na mucosa colônica, também se mostra satisfatório no padrão de citocinas expressas após a indução com o ácido acético (BERTEVELLO et al., 2005).

2.2.2 Modelo de indução por DNBS e TNBS

Alguns modelos animais de DII mostram similaridade com CD humana, entre esses, o modelos de inflamação colônica induzida por DNBS e TNBS em camudongos,

notavelmente pela predominância do NF-kB dependente da ativação de células Th1 (CANNARILE et al., 2009; NEURATH et al., 2002; STROBER; FUSS; BLUMBERG, 2002). Essas substâncias quando administradas por via retal promovem uma inflamação crônica mediada por células Th1, simulando uma CD com um aumento da produção de IL-12 por macrófagos que compõem a mucosa intestinal (TE VELDE; VERSTEGE; HOMMES, 2006; BOUMA; STROBER, 2003; RANDHAWA et al., 2014).

Além disso, a colite induzida por DNBS e TNBS permite estudar a patogênese da DII associada a fatores ambientais, tais como estresse e dieta, os efeitos de potenciais terapias, e os mecanismos da inflamação intestinal subjacente e lesão da mucosa (MORAMPUDI et al., 2014).

O DNBS, assim como o TNBS são haptenos administrados em combinação com etanol (40-50%), para romper a barreira da mucosa intestinal e permitir a penetração do ácido para o interior da parede do intestino. A resposta imune induzida por hapteno provoca graves ulcerações da mucosa e da barreira epitelial caracterizada pela infiltração de células mononucleares transmural (MORRIS et al., 1989).

No modelo de TNBS e DNBS, o tipo de resposta imunitária induzida por hipersensibilidade retardada é uma reminiscência da célula mediada por resposta inflamatória humana que ocorre na CD. No entanto, apenas uma dose única de TNBS ou DNBS é utilizada na maioria dos estudos pré-clínicos (TE VELDE; VERSTEGE; HOMMES, 2006).

O TNBS é metabolizado pelas enzimas do cólon produzindo uma reação imunomediada por citocinas pró-inflamatórias e substâncias citotóxicas. Nesse modelo a lesão pode ser aguda ou crônica dependendo da dose administrada (YAMADA et al., 1993).

2.2.3 Modelo de indução por DSS

O processo inflamatório intestinal induzido por DSS tem sido amplamente utilizado como modelo experimental de DII, devido a sua simplicidade de administração, porém apresenta custo elevado. Polímeros dessa substância são dissolvidos na água dos animais e dependendo da concentração, a duração e frequência de administração DSS, os animais podem desenvolver colite aguda ou crônica ou mesmo lesões displásicas (MARGOLIS; GERSHON, 2009).

O DSS provoca uma lesão mais semelhante a colite ulcerativa que é morfologicamente e macroscopicamente caracterizada por hiperemia, ulceraçõoes, moderado a severo edema na submucosa, acompanhada de lesão por mudanças histopatológica com infiltrações de granulócitos (DHARMANI; LEUNG; CHADEE, 2011).

A colite aguda geralmente é induzida pela administração contínua de 2-5% DSS por curto período (4-9 dias). Enquanto que a colite crônica pode ser induzida por um tratamento contínuo de baixas concentrações de DSS ou administração cíclica do mesmo, como por exemplo, 2 ciclos de tratamento DSS por 7 dias intercalados de 10 dias de água. As manifestações clínicas na fase crônica da colite geralmente não refletem a gravidade da inflamação ou características histológicas encontradas no intestino grosso (PERSE; CERAR, 2012).

As diferentes respostas parecem ser dependentes não só da concentração, peso molecular, a duração da exposição, fabricante e lote do DSS, mas também dos fatores genéticos (tensão e subestirpe, gênero) e microbiológicos (estado microbiológico e flora intestinal). Além disso, o aparecimento e gravidade da colite podem variar com com o estresse do animal (MELGAR et al., 2008).

O DSS é tóxico para as células epiteliais do cólon e provoca defeitos na integridade da barreira epitelial. O mecanismo de como DSS passa através das células epiteliais da mucosa permanece incerto. As primeiras mudanças relacionadas ao DSS foram observados após um dia de tratamento com DSS, sendo a perda de um da zona de oclusão-1 (ZO-1) e o aumento da expressão de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL- 1, IFN-y, IL-10 e IL-12) no cólon (ICHIKAWA-TOMIKAWA et al., 2011; LAPRISE, 2011; PORITZ et al., 2007).

Outro modelo disponível, que provou ser particularmente útil na colite é a indução por oxazolona, por administração intra-retal deste agente hapteno. Quando administrados intra-retalmente oxazolona sem sensibilização prévia, vê-se um desenvolvimento rápido da inflamação histologicamente, em que ele é marcado por uma lesão superficial edematosa, que afeta a porção distal do cólon (BOIRIVANT et al., 1998).

Embora nenhum modelo animal apresente todas as características patogênicas e clínicas da DII humana, cada modelo animal contribui para compreender melhor os mecanismos subjacentes de iniciação e perpetuação da inflamação intestinal (WIRTZ; NEURATH, 2007).

2.3 LEITE E SORO CAPRINOS: ALIMENTOS COM POTENCIALIDADE