Cientistas revelam possível biomarcador para doença vascular rara | AGÊNCIA FAPESP

Cientistas revelam possível biomarcador para doença vascular rara Pesquisa mostra, pela primeira vez, correlação entre a inibição da proteína HSP70 e a disfunção de células da camada interna dos vasos sanguíneos, um dos fatores envolvidos na hipertensão pulmonar tromboembólica crônica (imagem: Thaís Araujo e Luiza Coimbra/USP)

Cientistas revelam possível biomarcador para doença vascular rara

31 de maio de 2021

Karina Ninni | Agência FAPESP – A hipertensão pulmonar tromboembólica crônica (HPTEC) é uma doença vascular relativamente rara, resultante de um coágulo (trombo) na artéria pulmonar que não desaparece mesmo com uso de medicações anticoagulantes. A obstrução causada pelo trombo acaba sobrecarregando o ventrículo direito do coração. O melhor tratamento conhecido é a cirurgia (tromboendarterectomia pulmonar, ou TEAP), mas nem todos os pacientes são elegíveis. Dos que são e foram submetidos ao procedimento, 35% ainda permanecem com a doença após a cirurgia.

“Em 35% dos pacientes a gente remove o trombo, mas a pressão na artéria pulmonar continua alta, significando que há algo a mais ali além do trombo”, resume William Salibe-Filho, da Divisão de Pneumologia do Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas (HC) da Faculdade de Medicina da USP (FM-USP). Com apoio da FAPESP, ele, a biofísica Thaís Larissa Araújo, do Instituto de Química da USP, e outros colaboradores decidiram investigar as células endoteliais das artérias pulmonares em busca de respostas.

“Na parede dos vasos pulmonares, na parte interna, há uma monocamada de células endoteliais. O que já está relativamente estabelecido sobre a doença é que, nos portadores, há uma disfunção nessas células endoteliais dos vasos pulmonares, que faz com que ocorra uma sobrecarga de trabalho para o coração. E quem ‘paga o pato’ é o lado direito do coração, que tem de bombear mais sangue para conseguir vencer a resistência e a dificuldade da circulação pulmonar. Esses pacientes acabam evoluindo para insuficiência cardíaca, mas do lado direito do coração”, explica Salibe-Filho.

Em artigo publicado na revista PLOS ONE, os cientistas mostraram que células endoteliais disfuncionais apresentam baixa expressão da proteína HSP70, considerada uma chaperona molecular (proteína que auxilia outras proteínas a adquirirem a configuração estrutural adequada para o cumprimento de suas funções). Os pesquisadores sugerem que a HSP70 pode estar contribuindo para regular a disfunção das células endoteliais e, portanto, tem grande potencial para ser um biomarcador da doença.

“Já vínhamos estudando as chaperonas sob condições de shear stress, ou o que chamamos de ‘força de cisalhamento’. Trata-se de uma força dinâmica que acontece naturalmente com a passagem do sangue pelos vasos. Do ponto de vista de intensidade do fluxo, essa passagem pode ser de alta magnitude ou de baixa magnitude. Já havíamos observado, em outro trabalho, que a HSP70 está reduzida em regiões de baixa magnitude. Foi a primeira vez que se mostrou essa correlação: que há menos HSP70 nessas regiões de baixo fluxo e que isso está associado com a aterosclerose e a disfunção endotelial. Assim, já tínhamos uma evidência das correlações estabelecidas com a redução das chaperonas no sistema cardiovascular”, explica Araújo.

Ela afirma que, no caso da circulação nos vasos pulmonares, um shear stress baixo é o ideal. “Acontece que, com a doença e a presença de um trombo, há uma obstrução do fluxo em um local determinado. Ali, o fluxo será baixo, mas em outros locais ele aumentará, tornando-se de alta magnitude. E a célula endotelial começará a responder mal. Mas não se sabia muito bem quais eram as proteínas implicadas nesse processo. Pela primeira vez estamos mostrando, molecularmente, que há ali algumas proteínas relevantes para essa disfunção endotelial.”

Endotélio

De acordo com Salibe-Filho, o grupo de pacientes com HPTEC não é muito grande e é considerado como parte da comunidade maior que apresenta doenças agrupadas sob a categoria genérica de hipertensão pulmonar (HP), composta por outros quatro grupos. O primeiro é aquele formado por pacientes com HP relacionada ao acometimento direto dos vasos pulmonares. Há os que têm HP decorrente de insuficiência cardíaca, que é o mais comum. O terceiro grupo é formado pelos que têm HP como consequência de uma lesão pulmonar; o quarto é o objeto de estudo da equipe, ou seja, pessoas que têm hipertensão pulmonar tromboembólica crônica; e o último compreende os casos de HP com mecanismos pouco claros e/ou multifatoriais, no qual distúrbios hematológicos ou sistêmicos/metabólicos podem estar envolvidos. “Quase todos os grupos, porém, apresentam certo grau de disfunção endotelial, alguns mais, outros menos.”

Segundo ele, a HPTEC normalmente acomete pacientes que tiveram uma embolia aguda. Uma pequena porcentagem, de 4% ou 5%, evolui para uma embolia crônica. “A pergunta era: o que acontece de diferente com essas pessoas para que evoluam para a HPTEC? Então, fomos estudar a disfunção endotelial nesses pacientes específicos.”

Araújo explica que as células endoteliais são as primeiras a ter contato com o fluxo sanguíneo quando ele passa pelo vaso. Uma variação nessa força hemodinâmica (locais com menos fluxo e com mais fluxo ou com fluxo turbulento) será “sentida” ou “enxergada” em primeira mão pela célula endotelial. “Por isso, elas são bastante importantes para a resposta de remodelamento vascular. E por isso quisemos saber o que estava acontecendo com a expressão das chaperonas, especificamente nesses pacientes com disfunção endotelial.”

Salibe-Filho resume as descobertas: “Já sabíamos que essa célula endotelial disfuncional preenchia o vaso do paciente de forma diferente, não conseguindo mais manter a função que executava antes. E descobrimos que isso é, em parte, regulado pelas chaperonas.”

Método

Os cientistas afirmam que, no caso do estudo de pacientes com HTPEC, houve uma vantagem: como foram submetidos a cirurgias, havia tecidos desses pacientes para análise. “Se fôssemos estudar os outros grupos, não teríamos acesso a esses tecidos, porque a cirurgia não se aplica aos outros grupos”, explica Salibe-Filho. “Então, começamos a desenvolver uma técnica para extrair as células do endotélio desse tecido. Também não é um processo muito simples. Nós as isolamos, caracterizamos e tentamos simular o shear stress in vivo.”

Foi estudado o material tromboembólico de sete pacientes com HTPEC submetidos à cirurgia no InCor. As células endoteliais desses pacientes, e também células de um grupo-controle, adquiridas comercialmente e certificadas com o padrão de células normais, foram expostas a alto ou baixo shear stress: 15 dinas/cm2 e 5 dinas/cm2, respectivamente. Dina é uma unidade de representação de força definida como a força necessária para provocar uma aceleração de um centímetro por segundo quadrado em um corpo de massa igual a um grama.

“Em células de pacientes com HPTEC, quando se aplica um shear de alta magnitude, não se consegue aumentar a expressão da HSP70. Nas células endoteliais do grupo-controle nós conseguimos”, diz a biofísica.

De acordo com Araújo, entre as consequências da redução da expressão de HSP70 sob shear stress de alta magnitude estão a baixa migração das células endoteliais dos pacientes e uma menor capacidade de formação de tubo (dos vasos propriamente ditos).

“Usamos também um inibidor de HSP70 e percebemos que havia ainda mais redução na formação de tubo [capacidade de angiogênese] e na migração da célula. Foi possível, portanto, observar ainda mais a correlação entre a baixa presença da chaperona e a baixa capacidade de migração e angiogênese. Ou seja: mostramos uma correlação direta entre a função da HSP70 e a disfunção endotelial.”

Futuro

Segundo os cientistas, no futuro, essas descobertas podem contribuir para subsidiar tratamentos mais direcionados a cada caso específico de hipertensão pulmonar. “Hoje são usados medicamentos vasodilatadores específicos. A HTPEC é o único caso em que a cirurgia é possível, mesmo assim, após três meses de tratamento com anticoagulantes. Talvez com um biomarcador se consiga um diagnóstico mais preciso ou mais rápido. Ou também se possa tentar identificar, via marcador, se um paciente vai evoluir para um quadro mais grave e vai necessitar de intervenção mais rápida. São hipóteses ainda, que têm de ser estudadas, mas acreditamos que nossas descobertas abrem essas possibilidades”, diz Salibe-Filho.

De acordo com Araújo, a possível descoberta de um biomarcador é um passo importante na compreensão da doença porque possibilita um prognóstico. “Um biomarcador pode ser um passo anterior à cirurgia; pode ajudar a decidir se vale a pena ou não fazer a intervenção. Porque se conseguirmos detectar previamente no paciente essa correlação entre a baixa expressão da chaperona e a disfunção endotelial, pode ser que nem valha a pena encaminhá-lo para cirurgia, por exemplo, já que a remoção do trombo pode não resolver a questão naqueles casos em que o coágulo não é o único problema.”

O estudo foi financiado pela FAPESP por meio de seis projetos: 18/13739-8, 19/20435-8, 15/06210-2, 20/11249-3, 19/25503-1 e 13/07937-8.

O artigo Shear stress-exposed pulmonary artery endothelial cells fail to upregulate HSP70 in chronic thromboembolic pulmonary hypertension pode ser lido em https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0242960.
 

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