1 Projeto de Extensão: A “inflamação no dia-a-dia”: divulgando a ciência produzida na universidade para a sociedade
Proponente: Prof. Dr. Niels Olsen Saraiva Câmara
Justificativa da solicitação do Projeto. Nos últimos anos, nosso grupo vem desenvolvendo pesquisas para caracterizar a resposta inflamatória presente em algumas doenças renais em modelos específicos experimentais e em seres humanos. As doenças renais apresentam enorme impacto social e econômico com grande morbi-mortalidade para os pacientes. Os resultados obtidos pelo nosso grupo ao longo destes anos mostram que tanto elemento da resposta imune inata, tais como as células endoteliais, ciclooxigenases, bradicinina, quanto os elementos da resposta imune adaptativa, como os linfócitos T CD4+, participam como efetores da lesão renal. Nos últimos anos, caracterizamos vários processos inflamatórios em modelos experimentais de doenças crônicas e em doenças humanas, e como modular estes processos para induzir uma proteção ao órgão afetado e maior bem-estar aos pacientes. Aqui, pretendemos transpor os resultados para a Sociedade, detalhando como a inflamação está presente no dia-a-dia das pessoas, numa resposta a infecção viral, numa entorce de membro, numa lesão no joelho após jogar futebol, mas também em condições como obesidade, hipertensão, diabetes, acidente vascular cerebral e, principalmente, as doenças renais, foco de estudo do nosso laboratório. O conhecimento dos mecanismos destas doenças que envolve a inflamação resultará em melhor controle das doenças, de forma preventiva. Usaremos estratégias de divulgação em mídias sociais, criação de sítios na internet e vídeos de divulgacao. Posteriormente, pretendemos inserir noticias em meios de comunicação mais amplos, incluindo os Jornais de divulgação na USP e no estado de São Paulo, como a revista FAPESP.
INTRODUÇÃO.
1. Epidemiologia da Insuficiência renal aguda e crônica no Brasil
A constatação, a partir da década passada, da alta incidência e prevalência da insuficiência renal crônica (IRC) em suas fases avançadas, que necessitam de
2 tratamento pela diálise e ou pelo transplante renal, vem mobilizando a comunidade científica mundial e autoridades de Saúde Pública, na busca de estratégias adequadas de prevenção da doença. A incidência de insuficiência renal crônica terminal (IRCT) está aumentando em todo mundo. Em 1994, 24.000 pacientes eram mantidos em diálise e em 2004 esse número atingiu 59.153 (dados da SBN). De acordo com a Sociedade Brasileira de Nefrologia, em 2002 o Brasil mantinha 54.523 pacientes em diálise, com prevalência média no país de 312 pacientes pmp (www.saude.gov.br/svs). O custo anual do Ministério da Saúde, com o programa de terapia renal substitutiva (TRS) no Brasil, foi de 663.200.400,00 reais em 2000 e atualmente está em torno de 1,4 bilhões de reais ao ano. O custo médio mensal de um paciente renal crônico em TRS está em torno de 1.800,00 reais (Romão Jr JE, 2003).
Ainda não dispomos de dados definitivos sobre a prevalência de IRC não dialítica no Brasil, mas baseando-se em estudos norte-americanos, para cada paciente em programa de TRS existiria 20 a 25 pacientes com algum grau de disfunção renal (www.sbn.org.br)(2003); ou seja, 1,2-1,5 milhões de brasileiros apresentam algum grau de disfunção renal. Sabe-se que hipertensão arterial sistêmica (HAS), diabetes Melito (DM), glomerulopatias e rejeição crônica do enxerto são as causas mais importantes no programa de TRS (Paul, 1999).
Todos os pacientes com IRCT devem ser considerados potenciais candidatos ao transplante, exceto em caso de contra-indicação absoluta, pois este procedimento oferece uma melhor expectativa e qualidade de vida. De fato, para aqueles pacientes colocados em lista de espera a realização do transplante renal prolongou a sobrevida quando comparados aos que permaneceram em diálise. O tratamento da IRCT através de transplante em pacientes incluídos em lista de espera reduz a taxa de mortalidade anual de 6,3 para 3,8 episódios por 100 pacientes por ano após 18 meses de transplante (Wolfe et al., 1999).
No Brasil, o número de transplantes renais apresentou um crescimento de 81,7% de 1995 a 2003 (Medina-Pestana, 2006). Até 2001 houve um aumento mais importante, porém desde então ocorreu uma desaceleração no crescimento e a procura de órgãos ainda se mantém maior que a oferta. Em 2003, existiam no Brasil 40.000 pacientes em diálise e foram realizados 2719 transplantes renais
3 (Medina-Pestana, 2006). Logo todos os esforços para diminuir este déficit entre procura e oferta de órgãos são justificados pela melhora da expectativa e qualidade de vida em pacientes transplantados. Desta maneira deve-se buscar o aumento na captação e doação de órgãos e a melhora dos resultados com a sobrevida do enxerto.
Os óbitos de pacientes com rim funcionante e a nefropatia crônica do enxerto (NCE) são as principais causas de perda de enxerto renal (Joosten et al., 2004). Os mecanismos da NCE envolvem fatores não-imunológicos e imunológicos como: baixa compatibilidade HLA, sensibilização prévia, disfunção inicial do enxerto, rejeição aguda, rejeição subclínica, não aderência ao uso da imunossupressão e a imunossupressão insuficiente e a lesão de isquemia e reperfusão (IRI) (Joosten et al., 2004; Paul, 1999). No transplante renal, a IRI representa uma das disfunções precoces mais freqüentes (Hariharan et al., 2000). Clinicamente se apresenta como a necessidade de diálise na primeira semana pós-transplante renal (RFE, retardo no funcionamento do enxerto), e histopatologicamente como uma necrose tubular aguda (NTA), e que na maioria dos casos evoluem para recuperação total ou parcial da função renal, porém, em alguns casos (5-10%), essa recuperação nunca ocorre (PNF, primary non function), e o rim é retirado em 2 a 3 meses após o transplante (Cecka, 2000).
Outro dado relevante em relação à IRI em órgãos transplantados é sua associação com rejeição aguda do enxerto (Ojo et al., 1997) e seu impacto na sobrevida dos pacientes e dos enxertos (Herrero-Fresneda et al., 2003). Ojo e colaboradores demonstraram que rins de pacientes com NTA, a apresentação clínica de IRI apresentavam mais rejeições aguda, em todos os tempos pós-transplantes (Ojo et al., 1997). Além disso, Johnston e colaboradores mostraram que receptores de rins de doadores expandidos, aqueles com co-morbidades, eram altamente sensíveis a IRI (Johnston et al., 2004).
A IRI é a principal causa de insuficiência renal aguda (IRA) em rins nativos, estando associada a uma alta mortalidade e perda de função renal a longo prazo. Apesar do grande avanço na identificação de fatores causais e dos mecanismos sobrejacentes à lesão, a mortalidade destes pacientes foi mantida acima de 50% nos últimos 20 anos. Além disso, dados atuais demonstram que pacientes que
4 necessitaram de diálise durante o episódio de IRA evoluíram em 20% com perda de função renal nos 7,2 anos em que foram acompanhados (Liano et al., 2007). Todos esses dados corroboram a noção de que a IRI é um evento grave com impacto a curto e a longo prazo para o paciente e para o rim. Nós pretendemos estudar esta lesão com mais detalhes, estender os conhecimemntos para outras lesões renais agudas e crônicas, que acomentem o interstício e o glomérulo, e testar métodos que possam limitar os danos aos tecidos neste projeto. Além disso, pretendemos também exemplificar que a IRI é um evento inflamatório sistêmico onde elementos da resposta imune inata e adaptativa participam sinergicamente. 2. Lesão inflamatória renal
A patogênese da lesão de IRI renal é complexa e ainda não totalmente esclarecida, mas a resposta inflamatória é atualmente aceita como um importante componente patogênico, assim como outros fatores, tais como: a lesão do endotélio, as espécies reativas de oxigênio (ERO) tais como superóxido (O.2), peróxido de hidrogênio (H2O2) e íons hidroxil (OH), a produção de espécies de nitrogênio e a produção de mediadores pelas células tubulares danificadas sub-letalmente (Bonventre and Zuk, 2004; Friedewald and Rabb, 2004; Molitoris and Sutton, 2004).
Há evidências de que alterações no endotélio vascular renal participam da lesão após IRI tanto na fase inicial quanto na tardia. Nesta, os danos das células vasculares endoteliais renais perpetuam a hipóxia crônica e atuam no processo inflamatório das células epiteliais tubulares renais. Essa disfunção renal também gera uma diminuição da liberação de óxido nítrico (NO) e prostaciclina, e uma maior produção de ERO, endoperóxidos e endotelina-1, além de menor sensibilidade do músculo liso vascular ao NO e à prostaciclina (Mombouli et al., 1999). Foi observado um aumento de permeabilidade nos capilares peritubulares renais em modelos animais (Hellberg et al., 1990). Além disso, há um aumento de expressão de P- e E-selectinas (Eppihimer et al., 1997; Molitoris and Sutton, 2004), e de molécula intercelular de adesão-1 (ICAM-1)(Ichikawa et al., 1996) favorecendo assim a transmigração celular para o local de injúria. A citotoxicidade das células endoteliais é um evento pró-inflamatório presente na IRI, pois expõe a matriz subendotelial pró-trombótica, ativa a cascata do complemento e ativa a
5 agregação de plaquetas (Thurman, 2007). Esses eventos promovem trombose micro-vascular associada à lesão de IRI. A ausência de reperfusão córtico-medular adequada, devido à disfunção das células endoteliais pode ser mais deletéria que a clássica lesão não associada à reperfusão, causada pela produção de ERO e nitrogênio (Molitoris and Sutton, 2004).
3. Diabetes Mellitus como exemplo de doença crônica inflamatória
O Diabetes Mellitus (DM) é definido como um distúrbio marcado por um aumento nas concentrações sanguíneas de glicose, podendo ser decorrente de uma resposta autoimune contra as células beta do pâncreas, responsáveis pela produção de insulina, ou, em 90% dos casos, resultado de uma resistência tecidual à ação deste hormônio (DeFronzo, 2015). Segundo a Federação Internacional do Diabetes, até o ano de 2017, aproximadamente 424,9 milhões de indivíduos no mundo portavam as diferentes formas de DM. Esses números se mostram extremamente alarmantes, ainda mais quando combinados com as estimativas para o ano de 2045, no qual, caso o cenário de qualidade de vida permaneça inalterado, 628,6 milhões de pessoas serão portadoras de DM (Internatinal Diabetes Federation, 2017).
Umas das mais prevalentes complicações do DM é a doença renal ou nefropatia diabética (DRD), que se desenvolve em 20-40% de todos os pacientes com DM. Nos indivíduos portadores do diabetes do tipo 1 (DMT1), 50% desenvolvem DRD após cerca de 10 anos do diagnóstico da doença de base (Hasanović, 2014).
A hiperglicemia, fator comum entre a DMT1 e DMT2, aparece como o eixo central para o desenvolvimento da DRD, de forma que as alterações no microambiente, geradas pela glicose em excesso, desencadeiam o aumento da síntese e circulação dos produtos finais da glicação avançada (AGEs), produção das espécies reativas de oxigênio (ROS) e, consequentemente, desordem da microvasculatura renal (Rhee, 2018).
Além das alterações no endotélio renal, diversos autores apontam que o início do processo associado à DRD é desencadeado devido as mudanças organizacionais nos glomérulos renais (Weil, 2012). Estas mudanças podem evoluir para um aumento da taxa de filtração glomerular (GFR), albuminúria, declínio da GFR e, consequente, glomeruloesclerose e doença renal em estágio final (Alicic, 2017).
6 Atualmente, já é bem estabelecido que o DM se apresenta fortemente associado à inflamação, ainda mais quando se trata do DMT2, obesidade e síndrome metabólica. Todavia, as primeiras evidências datadas da participação da inflamação no desenvolvimento da DRD são de aproximadamente 30 anos atrás (Hasegawa, 1991). Na primeira observação a cerca dessa relação entre DRD e inflamação, Hasegawa et al. (1991) observaram que macrófagos peritoneais quando cultivados na presença de fragmentos teciduais da membrana basal glomerular, isolada de ratos diabéticos, eram capazes de produzir grandes quantidades de IL-1 e TNF-α e, que essas poderiam estar associadas ao desenvolvimento da DRD, mediada pela participação dos AGEs
Estudos subsequentes demonstraram que um conjunto de citocinas pró-inflamatórias e moléculas de adesão poderia estar envolvido com as alterações na microvasculatura renal, observada nos pacientes portadores da DRD (Hasegawa, 1991) . Além da IL-1 e TNF-α, IL-6 e IL-18 também foram observadas em maiores concentrações em amostras de biópsias e urinas de pacientes acometidos pela DRD (Navarro-Gonzalez, 2008).
Os macrófagos são frequentemente encontrados nos glomérulos isolados de rins com DRD (Duffield, 2010). Inicialmente, essas células foram reportadas por terem sido recrutadas via o aumento da expressão de VCAM-1, ICAM-1 e MCP-1, que pode ser decorrente do efeito direto da glicose no processo inflamatório (Altannavch, 2004), ou do efeito indireto da IL-1β (Baumgartner-Parzer, 1995). Além do papel exercido sobre as moléculas de adesão, as IL-1 e TNF- α, quando em contato com as CMs, estimulam a síntese da prostaglandina E2 e liberação do fosfolipase A2 pelas mesmas (Pfeilschifter, 1989). II -Objetivos
Objetvo Geral: Divulgar as pesquisas realizadas no nosso grupo de pesquisa em Inflamação e as Doenças Crônicas, em especial, as renais, para a Sociedade.
7 Objetivos Específicos:
1. Traduzir a informação científica gerada no laboratório para a Sociedade, com foco no processo inflamatório como elo comum em várias doenças crônicas, em especial, as renais, e em afecções diárias, usuais ao cidadão comum;
2. Criar interfaces com a Sociedade para divulgação científica; e
3. Aproximar a Sociedade da Universidade, ao permitir um canal de comunicação e “feedback” entre os pesquisadores do laboratório e os cidadãos comuns.
III – Planejamento experimental Nós iremos agir em 4 vertentes, a saber:
a. Criação de um sítio na internet, hospedado na pagina do laboratório, dentro do Departamento de Imunologia, acessível pela busca em sítios de busca, com o conteudo atualizado dos principais resultados das pesquisas, traduzidos em linguagem acessível.
b. Divulgação das pesquisas em Jornais de circulação interna (Jornal USP) e externo à USP (revista FAPESP);
c. Criação de videos didáticos sobre os principais resultados em torno de uma doença comum, que possa traduzir ao cidadão o conceito de que “inflamação” está presente em afeccoes comuns, usuais, do dia-a-dia; e d. Conceber um canal aberto para dúvidas e questionamento pelos cidadãos
às pesquisas realizadas no laboratório e que possam levar a melhoria do conhecimento, influenciar tomada de decisões ou, até mesmo, a busca por informações mais detalhadas sobre as doenças.
IV – Cronograma do projeto
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Etapas 1ª tri 2ª tri 3ª tri 4ª tri
Criação do Site X X Elaboração de matérias em Jornais X X X X Criação de Vídeos X X X Concepção de canais de comunicação X X Redação relatório X V - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alicic, R.Z.; Rooney, M.T.; et al. Diabetic kidney disease: Challenges, progress, and possibilities. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 2017.
Altannavch, T.; Roubalová, K.; et al. Effect of High Glucose Concentrations on Expression of ELAM-1, VCAM-1 and ICAM-1 in HUVEC with and without Cytokine Activation. Physiological Research, 2004.
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