No International Symposium on Innate Immunity, pesquisadores abordaram mecanismos usados pelo Mycobacterium tuberculosis para sobreviver no hospedeiro, uma estratégia de melhorar a eficiência da vacina através da BCG recombinante e formas de limitar danos causados por respostas inflamatórias excessivas.
Compreender como a bactéria da tuberculose sobrevive no organismo, buscar estratégias de vacinação capazes de ampliar e prolongar a proteção e evitar que a própria resposta imune provoque danos aos tecidos. Esses três desafios estiveram no centro das primeiras apresentações científicas do International Symposium on Innate Immunity, realizado nos dias 4 e 5 de setembro na Universidade de São Paulo e organizado pelo Instituto de Ciências Biomédicas da USP (ICB-USP) e pelo Institut Pasteur de São Paulo (IPSP).
As três palestras apresentaram diferentes faces da interação entre o Mycobacterium tuberculosis e o hospedeiro. Michael S. Glickman mostrou um mecanismo usado pela bactéria para obter cobre e sustentar sua respiração durante a infecção. Luciana C. C. Leite apresentou resultados de uma BCG recombinante desenvolvida para aumentar a proteção contra a tuberculose. Regina D’Império Lima, por sua vez, discutiu como a ativação excessiva de vias inflamatórias pode agravar o dano tecidual e como esse processo pode se tornar alvo de estratégias terapêuticas.
Como a bactéria garante o cobre de que precisa
Na primeira apresentação, Michael S. Glickman, do Memorial Sloan Kettering Cancer Center, nos Estados Unidos, discutiu um mecanismo utilizado pelo M. tuberculosis para sobreviver em condições adversas dentro do organismo. Ao chegar ao pulmão, a bactéria passa a viver principalmente no interior de macrófagos, onde enfrenta diferentes formas de estresse impostas pelo hospedeiro.
Entre elas está a chamada imunidade nutricional, mecanismo pelo qual o organismo modifica a disponibilidade de nutrientes e metais essenciais ao patógeno. Glickman mostrou que essa disputa não envolve apenas a intoxicação por metais: em determinadas condições, a bactéria também precisa responder à escassez deles.
O pesquisador concentrou a apresentação no cobre. Seu grupo estudou um conjunto de genes do M. tuberculosis ativado em condições de privação desse metal. Esses genes estão relacionados à produção de pequenas moléculas com afinidade extremamente alta pelo cobre, denominadas chalkophores, capazes de captá-lo quando ele se torna escasso.
Os experimentos indicaram que esse sistema tem uma função bastante específica: fornecer cobre para a cadeia respiratória bacteriana, especialmente para a oxidase bcc:aa3. “Esse sistema de chalkophore está adquirindo cobre para sustentar a respiração da bactéria. É essencialmente um sistema dedicado à aquisição de cobre para a oxidase bcc:aa3”, explicou Glickman.
O trabalho revela uma disputa por nutrientes entre hospedeiro e patógeno. Enquanto o organismo restringe nutrientes necessários à bactéria, o M. tuberculosis dispõe de mecanismos para recuperá-los e preservar funções essenciais. Glickman também relacionou esses achados à cadeia respiratória da micobactéria, uma área que vem sendo explorada como alvo para o desenvolvimento de novos medicamentos contra a tuberculose.
Uma BCG recombinante para ampliar a proteção
A segunda palestra foi apresentada por Luciana C. C. Leite, do Laboratório de Desenvolvimento de Vacinas do Centro de Biotecnologia do Instituto Butantan. Ela partiu de um problema central no controle da tuberculose: apesar da existência da BCG e de tratamentos para a doença, a proteção da vacina contra a tuberculose pulmonar em adultos é limitada, e os tratamentos disponíveis são longos. Outro desafio é a ausência de correlatos de proteção claramente definidos, isto é, ainda não se sabe exatamente quais características da resposta imune garantem proteção contra a doença.
O grupo do Butantan trabalha com uma BCG recombinante, geneticamente modificada para expressar um derivado detoxificado de uma toxina bacteriana com função de adjuvante. Nos modelos experimentais apresentados, essa versão recombinante conferiu proteção maior que a BCG convencional e reduziu a patologia observada após a infecção.
A duração da resposta também foi um ponto central. “Além de melhorar a proteção, queremos maior duração”, afirmou ela. Nos experimentos, a BCG recombinante induziu resposta precoce e manteve níveis mais elevados de respostas imunes associadas à memória por períodos mais longos, enquanto a proteção observada com a BCG convencional começava a diminuir.
Para investigar os mecanismos responsáveis por essa diferença, os pesquisadores recorreram à transcriptômica e à biologia de sistemas. As análises mostraram que a vacina recombinante não parecia simplesmente produzir uma resposta mais intensa do mesmo tipo: ela ativava conjuntos de genes diferentes dos observados com a BCG convencional.
Entre os mecanismos que chamaram a atenção do grupo estavam a autofagia e a regulação de genes circadianos. Os dados mostrados por Luciana Leite indicaram maior ativação de marcadores associados à autofagia, processo celular de degradação e reciclagem que também participa da defesa contra microrganismos intracelulares. As análises transcriptômicas também apontaram alterações em vias relacionadas à regulação circadiana, sugerindo uma possível participação desses mecanismos na proteção observada.
A pesquisadora apresentou ainda resultados preliminares obtidos com células humanas e com camundongos humanizados. Nesse último modelo, a BCG recombinante voltou a mostrar proteção superior à BCG convencional. Segundo a pesquisadora, esses resultados dão suporte à continuidade do desenvolvimento da estratégia em direção a estudos voltados à aplicação em humanos. No final da apresentação, ela também abordou uma perspectiva de Saúde Única, articulando o desenvolvimento de vacinas humanas e veterinárias contra a tuberculose.
Quando a resposta imune passa a causar dano
A terceira apresentação deslocou o foco para outro aspecto das infecções graves: o equilíbrio entre uma resposta necessária para controlar o agente infeccioso e uma inflamação intensa o suficiente para lesar os próprios tecidos. Regina D’Império Lima, do Departamento de Imunologia do ICB-USP, apresentou estudos sobre o eixo ATP-P2RX7 como possível alvo para estratégias de proteção tecidual.
“A resposta imune é muito importante para controlar a doença. Mas, se for muito forte, também pode causar uma grande resposta inflamatória e danos nos tecidos”, explicou Regina Lima. O problema é especialmente relevante em órgãos como pulmão e cérebro, nos quais lesões extensas podem comprometer funções essenciais.
Um dos sinais associados a esse processo é o ATP extracelular. Normalmente presente em altas concentrações dentro das células, o ATP é liberado quando ocorre dano tecidual. Em concentrações elevadas fora das células, ele ativa o receptor P2RX7, que atua como sensor de dano e pode desencadear ativação inflamatória e morte celular.
Nos modelos de tuberculose apresentados, a ativação do P2RX7 esteve associada à morte de macrófagos infectados, formação de lesões necróticas e inflamação. Os experimentos também mostraram que células T CD4, embora fundamentais para o controle da infecção, podem contribuir para a imunopatologia quando se acumulam em grandes quantidades no tecido pulmonar.
A pesquisadora mostrou ainda o papel da CD39, enzima capaz de degradar o ATP extracelular e, assim, reduzir a ativação do P2RX7. Animais deficientes em CD39 desenvolveram lesões necróticas mais intensas. Quando o P2RX7 foi inibido farmacologicamente, a doença se tornou menos agressiva e as lesões diminuíram, reforçando a hipótese de que essa via pode ser explorada para limitar o dano tecidual.
A mesma lógica foi investigada em um modelo de malária cerebral. Os resultados apresentados indicaram melhora clínica e redução de sinais inflamatórios quando os pesquisadores intervieram em vias relacionadas à liberação de ATP e à ativação do P2RX7. A proposta é explorar abordagens complementares ao tratamento do patógeno: além de combater o agente infeccioso, reduzir a resposta responsável por parte da lesão aos tecidos.