A imunidade inata protege as espécies de epidemias


Freqüentemente ouvimos sobre um programa de autodestruição celular chamado apoptose – que é acionado quando uma célula recebeu muitas mutações ou quando um vírus ou bactéria se instalou nela. Uma célula doente causa muitos problemas para os outros; a apoptose elimina a célula junto com os problemas: morrendo junto com as mutações, a célula não tem tempo para se tornar verdadeiramente maligna; morrendo junto com a infecção, ele interrompe a propagação da infecção para outras células.

Funcionários do Instituto de Biologia Física e Química (NIIFKhB) em homenagem a Belozersky escrevem para International Journal of Molecular Sciencesque o mesmo mecanismo geral de segurança funciona no nível da população – seu papel é desempenhado pela imunidade inata. Ele é o primeiro a se ativar em resposta a vários problemas, desde ferimentos e infecções até lesões isquêmicas e envenenamento por toxinas. Ao mesmo tempo, é sabido que a imunidade inata tende a exagerar, de modo que a doença é mais grave do que poderia, com complicações e morte frequente no final. (Você não precisa ir longe para obter exemplos – mortes por infecção por coronavírus com COVID-19 são frequentemente associadas ao fato de que o sistema imunológico exagerou). Acredita-se que a atividade excessiva das respostas imunológicas é um retorno evolutivo (ou efeito colateral) para a alta eficiência do sistema imunológico. Ou seja, a imunidade nos livra rapidamente de problemas, mas em troca precisamos estar preparados para uma certa probabilidade de complicações.

No entanto, há fortes evidências de que a hiperatividade imunológica não é um efeito colateral, mas um mecanismo de defesa especial que impede a propagação de epidemias entre as populações. O sistema imunológico aprende sobre o mau funcionamento com a ajuda de receptores especiais. O sistema imunológico inato tem um número relativamente pequeno de receptores que reconhecem características comuns inerentes a grandes grupos de patógenos. Por exemplo, esses receptores reagem a algumas propriedades que são encontradas em todos os vírus, cujo genoma é codificado em RNA, ou às propriedades dos vírus, cujo genoma é armazenado no DNA, ou a algumas peculiaridades de diferentes tipos de bactérias com a mesma célula estrutura da parede. Essas propriedades moleculares são chamadas de padrões moleculares associados a danos (DAMPs). Acreditava-se que eles eram liberados no sangue apenas por células danificadas. DAMPs atraem células imunes e estimulam sinais inflamatórios em locais de dano tecidual, promovendo a cicatrização de feridas e o reparo de órgãos.

No entanto, os dados começaram a se acumular gradualmente de que muitos DAMPs deixam as células intactas durante a inflamação, e eles não saem apenas – as células estão ativamente os expulsando. O exemplo mais notável aqui são as proteínas nucleares HMGB1 e CIRP. Normalmente, eles estão envolvidos na regulação da replicação e transcrição, mas uma vez fora da célula, eles atuam como poderosos ativadores da resposta imune. Para remover essas proteínas do lado de fora, elas precisam ser especialmente modificadas para que possam deixar o núcleo da célula no citoplasma e, então, devem ser incluídas em vesículas-lisossomos de membrana, nas quais o HMGB1 e o CIRP sairão para fora.

As proteínas HMGB1 e CIRP, e além delas, outros DAMPs desempenham um grande papel no desenvolvimento de muitas patologias. E se os ratos, por exemplo, desligarem o gene CIRP, eles podem sobreviver à sepse, que simplesmente os mataria se o CIRP estivesse funcionando. Ao usar anticorpos que interceptam alguns DAMPs ou bloqueiam seus receptores, é possível prevenir o desenvolvimento de sepse, inflamação sistêmica asséptica, lesões isquêmicas, etc. sistema, fazendo esforços notáveis ​​para isso. Tudo isso é difícil de explicar do ponto de vista da função protetora da imunidade, mas concordam bem com a hipótese do suicídio programado: assim como o programa de autodestruição celular mata a célula junto com a infecção, o inato a imunidade junto com a infecção mata o indivíduo doente.

A propósito, uma estratégia fundamentalmente semelhante, chamada de “sistema de infecção abortiva”, funciona com as bactérias. Normalmente, são apenas duas proteínas que causam o suicídio de bactérias quando infectadas com um vírus (fago). Foi demonstrado experimentalmente que as bactérias com esse sistema se beneficiam de uma infecção viral naqueles que são privados dela (não estamos falando de bactérias individuais, mas da comunidade).

A hipótese de morte programada altruísta (fenoptose) de organismos individuais em benefício da população foi formulada por Vladimir Skulachev há mais de duas décadas. Além da fenoptose aguda, que pode ser ilustrada pelo que ocorre com os pacientes com covid, Vladimir Skulachev sugeriu a existência de uma fenoptose lenta, que, na verdade, é um envelhecimento programado. Na verdade, existem exemplos bastante convincentes de como a atividade da imunidade inata e o envelhecimento estão relacionados. Portanto, se selecionarmos as moscas de vida mais longa entre as moscas Drosophila por muitos anos, acabaremos com moscas de vida longa com um sistema imunológico suprimido. Algo semelhante, aparentemente, aconteceu na natureza com os morcegos, nos quais, devido a uma mutação em um gene, a imunidade antiviral foi reduzida significativamente. Os morcegos seguiram o caminho da coexistência pacífica com muitos vírus; no entanto, como resultado, eles se tornaram um reservatório de muitos patógenos muito perigosos. Talvez seja devido ao enfraquecimento da imunidade que os morcegos vivem muito mais (10-20 anos, e algumas espécies até 40 anos) do que a maioria dos animais de tamanho semelhante.

Segundo Boris Chernyak, chefe do laboratório de bioenergia celular da NIAN Belozersky e um dos co-autores do artigo, é triste perceber que carregamos em nós um programa que pode nos matar e ao mesmo tempo servir como um motor do envelhecimento. Mas se sabemos como esse programa funciona, podemos tentar encontrar meios que o suprimam. Afinal, também temos imunidade adaptativa, antibióticos e antivirais, então a morte quase não é necessária. Uma das possíveis drogas contra a fenoptose podem ser antioxidantes direcionados às mitocôndrias, como SkQ1, desenvolvido no Instituto de Pesquisa de Físico-Química e Biologia sob a liderança de VP Skulachev. O SkQ1 suprime muitas reações da imunidade inata e, aparentemente, é isso que determina seu efeito terapêutico nas mais diversas patologias, além do fato de a droga aumentar significativamente a média de vida dos animais de laboratório. Ao contrário de muitos antiinflamatórios, SkQ1 não tem efeitos colaterais significativos. Talvez o desenvolvimento e o uso de tais medicamentos possam tornar nossa vida mais longa e segura.

Este trabalho foi financiado pela Russian Science Foundation.

Com base em materiais do serviço de imprensa da Universidade Estadual de Moscou.


Source: Автономная некоммерческая организация "Редакция журнала «Наука и жизнь»" by www.nkj.ru.

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