Um ferimento leve, uma infecção grave ou até mesmo uma gripe podem levar o corpo a 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, Ph.D., 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 colapso 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 a infecção pode desencadear uma inflamação particularmente prejudicial, a equipe de Salk estudou ratos com 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 associada à inflamação.
O benefício veio de forma inesperada. A metionina melhorou a filtração renal, indicando que os rins podem desempenhar um papel maior do que o anteriormente reconhecido em ajudar o corpo a se recuperar da infecção.
Resultados, publicados Metabolismo celularsugere que pequenas mudanças na nutrição podem influenciar fortemente os resultados da doença. A suplementação de metionina pode ter potencial em condições inflamatórias, doenças renais, insuficiência renal e pacientes em diálise, embora sejam necessárias mais pesquisas.
“Nossa pesquisa indica que pequenas diferenças biológicas, incluindo fatores dietéticos, podem ter grandes efeitos nos resultados das doenças”, disse o autor sênior Ayres, professor e titular da Salk Institute Legacy Chair, bem como 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 mecanicamente informada que pode direcionar e otimizar os caminhos que as pessoas tomam 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 algo tão simples quanto um patógeno ou uma farpa dentro do corpo. As células imunológicas avançam em direção ao problema e ajudam a curar.
À medida que essas células imunológicas chegam, elas emitem 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 falhar no controle de uma ameaça, enquanto muita inflamação pode danificar tecidos saudáveis. Grande parte da pesquisa neste campo concentrou-se em como a resposta imunológica é ativada ou desativada.
A equipe de Ayres está examinando uma questão diferente. Em vez de se concentrarem apenas nos interruptores imunológicos, estão a estudar como o corpo controla a libertação e produção de citocinas pró-inflamatórias, regulando a força da inflamação.
“As citocinas pró-inflamatórias acabam por levar à morbidade e mortalidade em muitos casos”, disse a primeira autora Katia Troha, PhD, pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Ayres. “O sistema imunológico deve equilibrar a inflamação para atacar os invasores 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 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 uma redução na ingestão de alimentos nos camundongos infectados, sugerindo 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 apresentavam baixos níveis de metionina, um aminoácido essencial que os humanos 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 mostraram que a metionina atua através dos rins para reduzir os níveis de citocinas no sangue. Aumenta a capacidade de filtração dos rins, melhora o fluxo sanguíneo e ajuda o corpo a remover citocinas pró-inflamatórias da urina.
É importante ressaltar que esse processo elimina o excesso de citocinas sem interferir em outras partes importantes da resposta imune.
A equipe 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 pode ser relevante para outros cenários de doenças inflamatórias.
Nutrição, rins e recuperação
Quando os cientistas do Salk adicionaram metionina à dieta de ratos infectados, os animais seguiram um caminho diferente para a doença. A função renal melhorou e eles ficaram protegidos contra atrofia, disfunção da barreira hematoencefálica e morte. Ao mesmo tempo, foram capazes de combater e matar a Yersinia pseudotuberculosis.
Os resultados de modelos de sepse e lesão renal sugerem que o efeito pode se estender além de uma infecção. Isto aponta para a metionina como uma ferramenta potencial para doenças infecciosas e condições inflamatórias, especialmente em pessoas com doença renal, insuficiência renal ou diálise.
“Nossas descobertas somam-se a um crescente conjunto de evidências de que ingredientes alimentares comuns podem ser usados como remédios”, disse Ayres. “Ao estudar esses mecanismos básicos de proteção, revelamos novas maneiras surpreendentes de mudar os indivíduos que estão destinados a desenvolver doenças e morrer em direção à saúde e à 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 os seres humanos.
Outros autores incluem Srikar Kamhampati, Ariana Insenga e Christian Metallo de Salk.
O trabalho foi apoiado internamente por dois Salk Women and Science Special Awards e um Collaboration Grant, um Salk Innovator Award, Howard Hughes Medical Institute, Pioneer Fund Postdoctoral Scholar Fellowship, bem como National Institutes of Health (AI144249, AI14929), Keck, Medical Foundation, Low Research Foundation, Institute.
