Um ferimento leve, uma infecção grave ou até mesmo uma gripe podem levar o corpo a seguir caminhos muito diferentes. Algumas pessoas se recuperam rapidamente, enquanto outras ficam gravemente doentes ou morrem. Os cientistas chamam este caminho de trajetória da doença e pode ser moldado por muitos fatores, incluindo idade, sexo, histórico de saúde e biologia.
No Salk Institute, Janelle Ayres, PhD, passou anos estudando por que as pessoas respondem de maneira tão diferente a doenças e lesões. Seu trabalho se concentra em como o corpo pode ser guiado para longe da doença e da morte e em direção à recuperação e sobrevivência.
Inflamação e sobrevivência a doenças
A inflamação costuma ser a principal força por trás do declínio do corpo durante infecções e lesões. É essencial para a proteção porque alerta o sistema imunológico e leva as células imunológicas para onde são necessárias. Mas quando a inflamação se torna excessiva, pode danificar os tecidos e contribuir para a morte.
Como as infecções podem desencadear inflamações especialmente prejudiciais, a equipe de Salk estudou ratos com infecção. Eles descobriram que a adição do aminoácido metionina à dieta dos animais os protegia do desgaste, de problemas na barreira hematoencefálica e da morte associada à inflamação.
O benefício veio por um caminho inesperado. A metionina melhorou a filtração renal, mostrando que os rins podem desempenhar um papel maior do que o anteriormente reconhecido em ajudar o corpo a passar da infecção para a recuperação.
As descobertas, publicadas em Metabolismo Celularsugerem que pequenas mudanças na nutrição podem influenciar fortemente os resultados da doença. A suplementação de metionina pode ter potencial para doenças inflamatórias, doenças renais, insuficiência renal e pacientes em diálise, embora sejam necessárias mais pesquisas.
“Nosso estudo indica que pequenas diferenças biológicas, incluindo fatores dietéticos, podem ter grandes efeitos nos resultados das doenças”, diz o autor sênior Ayres, professor e titular da Salk Institute Legacy Chair em Salk, bem como investigador do Hughes Medical Institute. “Nossa descoberta de um mecanismo acionado pelos rins que limita a inflamação, juntamente com os efeitos protetores da suplementação de metionina em camundongos, aponta para o potencial da nutrição como uma intervenção médica mecanicamente informada que pode direcionar e otimizar os caminhos que as pessoas tomam em resposta aos insultos que causam doenças”.
Como funciona a inflamação
A inflamação é a reação do sistema imunológico a uma ameaça. Essa ameaça pode ser um patógeno dentro do corpo ou algo tão simples como uma lasca. As células imunológicas avançam em direção ao problema e ajudam a promover a cura.
À medida que essas células imunológicas chegam, elas aumentam os sinais de alarme do corpo através de proteínas conhecidas como citocinas pró-inflamatórias.
O corpo deve manter a inflamação em um equilíbrio cuidadoso. Pouca inflamação pode não controlar uma ameaça, enquanto muita inflamação pode danificar tecidos saudáveis. Grande parte da pesquisa nesta área concentrou-se em como as respostas imunológicas são ativadas ou desativadas.
A equipe de Ayres está examinando uma questão diferente. Em vez de se concentrarem apenas nos interruptores imunológicos, eles estão estudando como o corpo ajusta a força da inflamação, controlando a liberação e o acúmulo de citocinas pró-inflamatórias.
“As citocinas pró-inflamatórias são, em última análise, o que leva à doença e à morte em muitos casos”, diz a primeira autora Katia Troha, PhD, pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Ayres. “O sistema imunológico tem que equilibrar a inflamação para atacar o invasor sem danificar as células saudáveis do corpo. Nosso trabalho é encontrar os mecanismos que ele usa para fazer isso, para que possamos direcioná-los para melhorar os resultados dos pacientes”.
Filtragem de metionina e rim
Para investigar como o corpo gerencia os níveis de citocinas, os pesquisadores usaram um modelo de rato com inflamação sistêmica causada pelo patógeno Yersinia pseudotuberculosis.
Uma das primeiras mudanças observadas foi a redução da alimentação em camundongos infectados, o que sugeria que o metabolismo dos animais havia mudado. Para compreender melhor o seu estado nutricional, os investigadores mediram os aminoácidos que circulam no sangue. Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas e apoiam o funcionamento saudável das células em todo o corpo.
Os ratos infectados tinham baixos níveis de metionina, um aminoácido essencial que as pessoas normalmente obtêm através dos alimentos. Troha então deu a outro grupo de ratos ração suplementada com metionina. Inesperadamente, estes ratos foram protegidos da infecção.
Experimentos adicionais revelaram que a metionina reduziu os níveis de citocinas no sangue ao atuar através dos rins. Aumentou a capacidade de filtração dos rins, melhorou o fluxo sanguíneo e ajudou o corpo a remover citocinas pró-inflamatórias na urina.
É importante ressaltar que esse processo eliminou citocinas extras sem interferir em outras partes importantes da resposta imune.
A equipe também testou se a metionina tinha efeitos semelhantes em outras condições. Em modelos de sepse e lesão renal, a metionina protegeu novamente os camundongos, sugerindo que poderia ser relevante para outros cenários de doenças inflamatórias.
Nutrição, Rins e Recuperação
Quando os cientistas da Salk adicionaram metionina às dietas de ratos infectados, os animais seguiram uma trajetória de doença muito diferente. A função renal melhorou e eles ficaram protegidos contra atrofia, disfunção da barreira hematoencefálica e morte. Ao mesmo tempo, continuaram capazes de combater e matar a Yersinia pseudotuberculosis.
Os resultados dos modelos de sepse e lesão renal sugerem que o efeito pode se estender além de uma infecção. Isto aponta para a metionina como uma possível ferramenta para doenças infecciosas e condições inflamatórias, especialmente em pessoas com doença renal, insuficiência renal ou em diálise.
“Nossas descobertas somam-se a um crescente conjunto de evidências de que elementos dietéticos comuns podem ser usados como remédio”, diz Ayres. “Ao estudar esses mecanismos básicos de proteção, revelamos novas maneiras surpreendentes de transferir indivíduos que estão fadados a desenvolver doenças e morrer para trajetórias de saúde e sobrevivência. Pode um dia ser possível que algo tão simples como um suplemento no jantar faça a diferença entre a vida e a morte de um paciente.”
Os pesquisadores enfatizam que os resultados são promissores, mas ainda não foram testados quanto à eficácia em humanos. Por esse motivo, as pessoas não devem começar a tomar suplementos de metionina com base apenas neste estudo.
Estudos futuros examinarão mais de perto como a metionina funciona, se outros aminoácidos podem produzir efeitos semelhantes ou complementares e como as descobertas podem ser traduzidas para as pessoas.
Outros autores incluem Shrikaar Kambhampati, Arianna Insenga e Christian Metallo de Salk.
O trabalho foi apoiado internamente por dois Salk Women & Science Special Awards e um Collaboration Grant, também um Salk Innovator Award, Howard Hughes Medical Institute, Pioneer Fund Postdoctoral Scholar Fellowship, bem como pelos National Institutes of Health (AI144249, AI14929), Keck Foundation, NOMIS Foundation e Lowry Medical Research Institute.
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