Um ferimento leve, uma infecção grave ou até mesmo uma gripe podem levar o corpo a seguir caminhos 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, Ph.D., passou anos estudando por que as pessoas respondem de maneira tão diferente a doenças e lesões. Seu trabalho se concentra em como mover o corpo da doença e da morte para a recuperação e sobrevivência.
Inflamação e sobrevivência a doenças
A inflamação costuma ser uma força importante no declínio do corpo durante infecções e lesões. É importante para a proteção porque alerta o sistema imunológico e direciona as células imunológicas para onde são necessárias. Mas quando a inflamação se torna excessiva, pode danificar os tecidos e levar à morte.
Como as infecções podem causar inflamações particularmente prejudiciais, a equipe de Salk estudou ratos com a infecção. Eles descobriram que a adição do aminoácido metionina às dietas dos animais os protegia do desgaste, de problemas de barreira hematoencefálica e da morte relacionada à inflamação.
O benefício veio de forma inesperada. A metionina melhora a filtração renal, mostrando que os rins podem desempenhar um papel maior do que se pensava anteriormente, ajudando o corpo a passar da infecção para a recuperação.
Resultados publicados em Metabolismo celularsugerem que pequenas mudanças na dieta podem ter um grande efeito nos resultados da doença. Os suplementos de metionina podem causar doenças inflamatórias, doenças renais, insuficiência renal e pacientes em diálise, embora sejam necessárias mais pesquisas.
“Nosso estudo mostra que pequenas diferenças biológicas, incluindo fatores dietéticos, podem ter um grande impacto nos resultados das doenças”, diz o autor sênior Ayres, professor e presidente do Departamento de Herança do Salk Institute e investigador do Hughes Medical Institute. “Nossa descoberta de um mecanismo acionado pelos rins que limita a inflamação, juntamente com o efeito protetor da suplementação de metionina em camundongos, aponta para o potencial da nutrição como uma intervenção médica baseada em mecanismos que pode direcionar e otimizar os caminhos que os humanos seguem em resposta a insultos causadores de doenças”.
Como funciona a inflamação
A inflamação é a resposta do sistema imunológico a uma ameaça. Essa ameaça pode ser um patógeno dentro do corpo ou algo tão simples como um estilhaço. As células imunológicas avançam para o problema e promovem a cura.
Quando essas células imunológicas chegam, elas amplificam os sinais de alarme do corpo com proteínas conhecidas como citocinas pró-inflamatórias.
O corpo deve manter a inflamação em um equilíbrio cuidadoso. Pouca inflamação pode manter a ameaça sob controle, enquanto muita inflamação pode danificar tecidos saudáveis. Grande parte da pesquisa nesta área concentrou-se em como as respostas imunológicas são ativadas e desativadas.
A equipe de Ayres está analisando uma questão diferente. Em vez de se concentrarem apenas nos interruptores imunológicos, eles estão estudando como o corpo regula a força da inflamação, controlando a liberação e o acúmulo de citocinas pró-inflamatórias.
“As citocinas pró-inflamatórias acabam levando à doença e à morte em muitos casos”, diz a primeira autora Katya Trocha, Ph.D., pós-doutoranda no laboratório de Ayres. “O sistema imunológico deve 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.”
Metionina e filtração renal
Para investigar como o corpo controla os níveis de citocinas, os pesquisadores usaram um modelo de rato com inflamação sistêmica causada pelo patógeno Yersinia pseudotuberculosis.
Uma das primeiras mudanças notadas foi uma diminuição na ingestão de alimentos nos ratos infectados, indicando uma mudança no metabolismo dos animais. 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 os humanos normalmente obtêm através dos alimentos. Um pouco mais tarde, ele deu a outro grupo de ratos comida com adição de metionina. Inesperadamente, estes ratos foram protegidos da infecção.
Experimentos adicionais mostraram que a metionina reduz os níveis de citocinas no sangue, agindo através dos rins. Isso aumentou a capacidade de filtração dos rins, melhorou o fluxo sanguíneo e ajudou o corpo a excretar citocinas pró-inflamatórias na urina.
É importante ressaltar que esse processo eliminou citocinas adicionais 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 sepsis e lesão renal, a metionina protegeu novamente os ratos, sugerindo que pode estar envolvida noutras doenças inflamatórias.
Nutrição, rins e recuperação
Quando os cientistas da Salk adicionaram metionina à dieta de ratos infectados, os animais seguiram uma trajetória de doença completamente diferente. A função renal melhorou e eles ficaram protegidos da exaustão, da disfunção da barreira hematoencefálica e da morte. Ao mesmo tempo, permaneceram capazes de combater e destruir a Yersinia pseudotuberculosis.
Os resultados de modelos de sepse e lesão renal mostram que o efeito pode se estender além de uma única infecção. Isto aponta para a metionina como um possível remédio para doenças infecciosas e condições inflamatórias, especialmente em pessoas com doença renal, insuficiência renal ou em diálise.
“Nossas descobertas somam-se ao crescente conjunto de evidências de que elementos dietéticos comuns podem ser usados como remédio”, diz Ayres. “Ao estudar estes mecanismos básicos de defesa, estamos a descobrir novas formas surpreendentes de colocar pessoas destinadas a adoecer e a morrer numa trajetória de saúde e sobrevivência. Talvez um dia algo tão simples como um suplemento a uma refeição possa fazer 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 esta razão, 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 aditivos e como as descobertas podem ser aplicadas aos seres humanos.
Outros colaboradores incluem Srikaar Kambhampati, Ariana Insenga e Christian Metala de Salk.
O trabalho foi apoiado por dois Salk Women & Science Special Awards e uma bolsa colaborativa, bem como um Salk Innovator Award, o Howard Hughes Medical Institute, uma bolsa de pós-doutorado da Pioneer Foundation e os National Institutes of Health (AI144249, AI14929), a Keck Foundation, a NOMIS Foundation e o Lowry Institute for Medical Research.
