Palestras da manhã do último dia do International Symposium on Innate Immunity abordaram treinamento do pulmão contra infecções, uso do BCG na resposta antitumoral, o papel dos interferons na tuberculose e mecanismos celulares envolvidos no controle de patógenos.
Como preparar o organismo para responder melhor a uma infecção sem ampliar o dano aos próprios tecidos? E o que acontece quando uma molécula essencial à defesa passa, em excesso, a favorecer a progressão de uma doença? Essas duas faces da resposta imune atravessaram as apresentações da manhã de 5 de setembro, último dia do International Symposium on Innate Immunity, realizado na Universidade de São Paulo (USP).
Os trabalhos mostraram que experiências anteriores podem reprogramar células e tecidos, que o BCG pode ampliar respostas antitumorais, que uma resposta persistente de interferon tipo I pode comprometer o controle da tuberculose e que a própria organização interna do fagossomo influencia a capacidade dos macrófagos de eliminar patógenos.
O simpósio foi organizado pelo Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) e pelo Institut Pasteur de São Paulo (IPSP), com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).
Treinar o sistema imune — e também o pulmão
Abrindo a programação da manhã, Maziar Divangahi, da McGill University, no Canadá, discutiu dois conceitos que orientaram sua apresentação: imunidade treinada e tolerância à doença.
O pesquisador partiu de uma questão central: se a resposta adaptativa e sua memória não são suficientes para gerar proteção eficaz contra algumas infecções complexas, seria possível explorar também a capacidade de memória da imunidade inata?
Divangahi mostrou que células como monócitos, macrófagos e neutrófilos podem sofrer alterações duradouras depois de determinadas exposições, em um processo associado à reprogramação metabólica e epigenética. É esse fenômeno que vem sendo chamado de trained immunity, ou imunidade treinada.
Uma dessas formas de treinamento ocorre na medula óssea. Estímulos como a vacinação com BCG podem modificar células-tronco e progenitores hematopoéticos e influenciar as características das células imunes produzidas posteriormente.
Mas a apresentação foi além da chamada imunidade treinada central. Divangahi discutiu também a possibilidade de treinar o próprio órgão, particularmente o pulmão. Células residentes e estruturais do tecido pulmonar podem carregar efeitos de exposições anteriores e responder de maneira diferente diante de uma nova agressão.
Essa ideia se conecta ao conceito de tolerância à doença. Nem sempre sobreviver melhor a uma infecção significa eliminar mais rapidamente o agente infeccioso. Em alguns casos, o fator determinante pode ser a capacidade de limitar a lesão causada pela própria resposta inflamatória.
Em modelos de influenza, Divangahi apresentou experimentos nos quais o tratamento prévio com a beta-glucana aumentou significativamente a sobrevivência sem produzir uma redução equivalente na replicação viral. O benefício estava associado a menor dano pulmonar e à reprogramação funcional de células do sistema imune, incluindo neutrófilos.
Outro eixo da palestra foi a recuperação do tecido pulmonar. O pesquisador destacou o papel das células alveolares tipo 2, as AT2, capazes de proliferar e dar origem às células AT1, fundamentais para a reconstrução do epitélio alveolar após uma lesão.
Os resultados apresentados indicaram que a autofagia nas células AT2 é necessária para esse processo de reparação. Quando componentes dessa maquinaria eram eliminados, aumentavam a lesão pulmonar e a fibrose, e a regeneração do epitélio ficava comprometida, mesmo sem aumento correspondente da replicação viral.
A citocina IL-22 apareceu como um dos sinais envolvidos nessa recuperação. Os dados indicaram que sua ação sobre as células AT2 favorece mecanismos relacionados à autofagia, à proliferação celular e ao reparo pulmonar.
A mensagem apresentada por Divangahi foi que preparar o organismo para enfrentar uma infecção pode envolver duas estratégias complementares: melhorar a capacidade de controlar o patógeno e aumentar a capacidade de preservar e reparar os tecidos atingidos.
BCG e resposta sistêmica contra o câncer
Na sequência, Nina M. G. P. de Queiroz, pesquisadora do laboratório de Sergio C. Oliveira, do Instituto de Ciências Biomédicas da USP, apresentou resultados sobre o uso do BCG no câncer de bexiga e sobre os efeitos de uma imunização prévia na resposta anti-tumoral.
Para investigar se o efeito poderia ir além do local diretamente tratado, o grupo utilizou um modelo experimental com dois tumores no mesmo animal, aplicando BCG diretamente em apenas um deles.
O tumor tratado apresentou controle, mas também foi observada resposta no segundo tumor, que não havia recebido diretamente o BCG. Quando os animais tinham sido previamente imunizados com BCG, o controle observado nos dois tumores foi maior.
A análise do microambiente tumoral mostrou alterações em diferentes populações de células do sistema imune, entre elas macrófagos, neutrófilos e células T. Também foram observadas mudanças importantes no perfil de expressão gênica dos tumores após a combinação entre imunização prévia e tratamento.
Macrófagos derivados da medula óssea de animais previamente imunizados apresentaram ainda alterações metabólicas e funcionais, incluindo maior capacidade glicolítica e maior produção de citocinas após nova estimulação.
Os resultados apresentados apontam, portanto, para a possibilidade de que uma exposição prévia ao BCG modifique a resposta do sistema imunológico e potencialize posteriormente o controle tumoral, inclusive em um tumor que não recebeu diretamente o tratamento.
Quando uma resposta imune intensa via o Interferon do tipo I favorece a tuberculose
O terceiro palestrante da manhã, Russell E. Vance, da University of California, Berkeley, apresentou uma perspectiva aparentemente paradoxal: na tuberculose, uma resposta imunológica muito intensa pode, em determinadas condições, contribuir para a própria progressão da doença.
Com a palestra “Tuberculosis as an interferonopathy”, Vance discutiu evidências de que níveis excessivos e persistentes de interferon tipo I podem aumentar a suscetibilidade à infecção por Mycobacterium tuberculosis.
O pesquisador lembrou que apenas uma parcela das pessoas infectadas desenvolve tuberculose ativa e que pacientes com doença apresentam uma forte assinatura associada ao interferon tipo I. Estudos de acompanhamento indicaram ainda que essa assinatura pode aparecer antes da progressão para a doença ativa, levantando a questão de se ela seria apenas consequência da infecção ou teria participação em sua evolução.
Para avançar na investigação, o grupo utilizou modelos animais geneticamente mais suscetíveis à tuberculose. A ausência da proteína SP140 estava associada a uma resposta exacerbada de interferon tipo I e a maior suscetibilidade à infecção. Quando a sinalização desse interferon era interrompida, parte importante dessa suscetibilidade era revertida.
Um dos mecanismos apresentados envolve a IL-1, importante para o controle da tuberculose. O excesso de interferon tipo I pode aumentar a expressão do antagonista do receptor de IL-1, reduzindo essa sinalização protetora.
Mas o grupo identificou também outro mecanismo. O interferon tipo I atua sobre macrófagos e outras células mieloides e prejudica sua capacidade de responder ao interferon-gama, uma das principais moléculas envolvidas na ativação dos macrófagos contra a bactéria.
Em experimentos de laboratório, macrófagos estimulados com interferon-gama apresentavam forte ativação de genes associados à resposta protetora. Quando as células eram previamente expostas a interferon-beta, essa resposta posterior ao interferon-gama era quase completamente bloqueada. O efeito persistia mesmo depois da retirada do interferon-beta.
Vance ressaltou que o problema não é a ausência de interferon-gama. A molécula continua sendo produzida. O que se perde é a capacidade das células infectadas de responder adequadamente a ela.
Os dados apresentados levaram o pesquisador a propor que a tuberculose possa, em determinadas situações, ser entendida como uma interferonopatia, na qual uma resposta excessiva e sustentada de interferon tipo I deixa de proteger e passa a contribuir para a doença.
O fagossomo também organiza a resposta do macrófago
Encerrando a programação da manhã, Larissa D. Cunha, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP (FMRP-USP), voltou a atenção para uma estrutura fundamental dos macrófagos: o fagossomo, compartimento celular que recebe partículas e microrganismos capturados pela célula.
A pesquisadora mostrou que o fagossomo deve ser entendido como mais do que uma estrutura destinada à degradação do material internalizado. Ele funciona também como uma plataforma de sinalização, capaz de organizar diferentes respostas de acordo com aquilo que foi reconhecido pela célula.
O grupo estudou particularmente a proteína RAB5C, uma das isoformas da família RAB5 envolvidas no tráfego entre compartimentos celulares. Os experimentos mostraram que RAB5C é rapidamente recrutada para fagossomos contendo determinadas partículas imunologicamente estimulantes e participa da comunicação entre o fagossomo e os endossomos iniciais.
Quando RAB5C era reduzida, os macrófagos apresentavam menor capacidade de eliminar o fungo Aspergillus fumigatus.
O resultado trouxe uma surpresa. A dificuldade de controlar o fungo não estava associada à menor produção de espécies reativas de oxigênio, ou ROS. Na ausência de RAB5C, essas moléculas eram produzidas em maior quantidade.
A explicação passou por outro mecanismo, denominado LC3-associated phagocytosis, ou LAP, uma forma de autofagia não canônica na qual componentes da maquinaria de autofagia são recrutados diretamente para a membrana do fagossomo.
Os resultados mostraram que RAB5C participa do transporte de componentes da V-ATPase até o fagossomo. Esse processo contribui para o recrutamento de ATG16L1 e para a associação de LC3 à membrana fagossomal. Quando essa sequência é prejudicada, diminui a capacidade do macrófago de restringir o fungo.
A relevância do mecanismo também foi observada em modelos animais. Alterações nessa via foram associadas a maior carga de A. fumigatus, maior dano pulmonar e maior resposta inflamatória.
Para a pesquisadora, os resultados reforçam a necessidade de olhar para o fagossomo não apenas como o local onde o patógeno é destruído, mas como uma estrutura que organiza sinais importantes para definir a resposta do macrófago e o resultado da infecção.