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Asma Brônquica

Adesão de Moléculas

As moléculas de adesão celular (CAMs) são glicoproteínas expressas na superfície celular, onde medeiam o contato entre duas células (ambas homotípicas e interações heterotípicas) ou entre células e a matriz extracelular. O processo de adesão é essencial e ocorre em vários eventos biológicos como: morfogênese, crescimento, organização e estabilidade teciduais, inflamação, resposta do hospedeiro às infecções e injúria, cicatrização e resposta imunocelular.

As CAMs funcionam ainda como moléculas sinalizadoras e têm participação essencial na regulação da inflamação e resposta imune, como ocorre na asma. As CAMs são responsáveis pela adesão intercelular, adesão celular ao epitélio e ao endotélio, recrutamento e migração seletiva de células inflamatórias dos vasos sanguíneos até o local da inflamação. As citocinas e outros mediadores inflamatórios influenciam o número e a função das CAMs. A seletividade depende do mediador e do tipo de célula envolvida.

As moléculas de adesão estão divididas em quatro superfamílias, dependendo de características moleculares comuns: integrinas, selectinas, superfamília das imunoglobulinas e caderinas.1 (Tabela 1)

Tabela 1 -

As integrinas são glicoproteínas transmembrana, compostas por dois heterodímeros não-covalentes designados como subunidades a e ß , cada uma com grande domínio extracelular e pequena, porém importante, extensão citoplasmática. Participam na organização tissular e como receptores para outras moléculas de adesão. A adesão mediada pela integrina é um processo que requer energia, a qual também depende de cátions divalentes extracelulares. Existem 15 cadeias a e 8 cadeias ß que já foram clonadas e sequenciadas. Os leucócitos expressam 13 diferentes integrinas as quais medeiam a ligação com as células endoteliais.  As mais importantes para adesão endotelial são as integrinas ß1, ß2 (CD18) e ß7. A subfamília ß2 é expressa em todos os leucócitos e consiste em uma subunidade ß2 ligada a uma das quatro subunidades a: CD11a (aL), CD11b (aM), CD11c (aX) ou CD11d (aD). Os linfócitos produzem primariamente CD11a/CD18 (LFA-1 ou lymphocyte function associated antigen-1), enquanto que os eosinófilos, neutrófilos e monócitos produzem todos as quatro ß2 integrinas. A expressão de uma ou mais integrinas ocorre na superfície de qualquer célula do organismo, exceto em eritrócitos maduros.2  

A família das selectinas é composta por uma família de receptores encontrados apenas em células vasculares, que medeiam interações iniciais de adesão entre leucócitos intravasculares e o endotélio vascular, em áreas de inflamação.3 A família de selectinas é formada por três proteínas: E-selectina, P-selectina e a L-selectina. A E-selectina é sintetizada e expressa exclusivamente, por breve período (horas), no endotélio vascular após estimulação pelas citocinas e liposacarídeos (LPS). Ela não é estocada. Cerca de 4 h após a exposição às citocinas ocorre o pico da expressão, que perdura por 12h. A E-selectina e a P-selectina encontradas na superfície endotelial, funcionam como  sítios de ligação para a L-selectina. A P-selectina é sintetizada constitutivamente pelas plaquetas e por células endoteliais e armazenada nos corpos de Weibel-Palade. Após a exposição das células endoteliais aos mediadores inflamatórios (histamina, trombina, C5a) a P-selectina é rapidamente mobilizada para a superfície celular, onde é transitoriamente expressa (30 minutos). A P-selectina tem sua transcrição upregulated por várias citocinas, incluindo-se a IL-4 que apresenta importante participação nos processos inflamatórios alérgicos. A L-selectina está constitutivamente presente na superfície microvilosa da maioria dos leucócitos e tem como função a firme fixação inicial dos leucócitos ao endotélio vascular. 

A superfamília das imunoglobulinas (IgSF) consiste em proteínas da superfície celular que contêm um ou mais domínios IG ou semelhantes à Ig (unidades de homologia Ig). Cerca de 40% dos 150 ou mais polipeptídios que têm sido caracterizados na superfície dos leucócitos pertencem a esta superfamília. Estão incluídos nesta superfamília de Ig: anticorpos, receptores de células T, proteínas MHC e co-receptores CD4+, CD8+ e CD28, receptores FC nos linfócitos e várias moléculas de adesão celular. Os membros desta família incluem uma variedade de moléculas de adesão celular neuronais como a NCAM (neural cell adhesion molecule), a NgCAM (neuron glial cell adhesion molecule) e moléculas expressas no endotélio vascular, importantes na adesão leucócito-endotelial como a VCAM-1 (vascular cell adhesion 1), a PECAM-1  (platelet-endothelial cell adhesion molecule 1), as ICAM-1,-2,-3 (intercellular adhesion molecule 1,2,3) e a MAdCAM-1 (mucosal addressin cell adhesion molecule – 1).4-7

A ICAM-1 é um simples polipeptídio transmembrana dos domínios tipo 5-Ig-C2. Os sítios de ligação para o CD11a estão nos domínios 1 e 2 e para o CD11b no domínio 3. A ICAM-1 é constitutivamente expressa no epitélio, nos fibroblastos e a baixos níveis nas células endoteliais, tendo a sua transcrição também regulada por várias citocinas e pela LPS.  A VCAM-1 também é expressa pelas células endoteliais e algumas células dendríticas  e consiste de sete domínios Ig cujos domínios 1-3 e 4-6 são homólogos. A VCAM-1 tem a sua expressão basal muito baixa nas células endoteliais, porém pode ser aumentada sob ação de citocinas como a IL-4. Sua fixação maior ocorre através do ligante VLA-4 nos domínios 1 e 4. A PECAM-1 apresenta 6 domínios Ig e é expressa constitutivamente pelas células endoteliais, leucócitos e plaquetas. As mesmas citocinas que estimulam a upregulation da ICAM-1 nas células endoteliais determinam a redistribuição da PECAM-1 para a periferia da célula sem afetar a quantidade total expressa por cada célula; este processo pode facilitar a migração dos leucócitos entre as células endoteliais adjacentes. A MAdCAM-1 contém três domínios Ig, dois do tipo C2 e um tipo A1. A MAdCAM-1 também apresenta um domínio mucina- like que serve como ligante para L-selectina. Pouco ainda é conhecido sobre a regulação da expressão da MAdCAM-1.

A família das caderinas é constituída de proteínas que medeiam a adesão célula-célula dependente de Ca2+ nas junções celulares.

Na ausência de inflamação raramente os leucócitos interagem com o endotélio vascular. O recrutamento de leucócitos para o local da inflamação envolve uma sequência de eventos bem coordenada e dinâmica, na qual várias CAMs e citocinas quimiotáxicas (quimocinas, anafilatoxinas, mediadores lipídicos) participam ativamente.8 A adesão dos leucócitos circulantes ao endotélio vascular é fundamental para uma efetiva defesa contra infecção e injúria. Os leucócitos devem aderir ao endotélio, penetrar na parede do vaso, transpô-la e migrar para o sítio da inflamação. No caso específico da inflamação crônica alérgica, como a da asma, ainda questiona-se como os eosinófilos (porém não os neutrófilos) são seletivamente recrutados.

No sítio da inflamação ocorre um extravasamento de leucócitos. Neste processo ocorre inicialmente a vasodilatação de vênulas pós-capilares e mudanças no fluxo sangüíneo (desaceleração), resultando na marginação dos leucócitos ao longo do endotélio vascular, processo este mediado por selectinas e seus ligantes-opostos, ricos em carboidratos.9,10 À medida que o leucócito rola, as L-selectinas se despreendem e suas integrinas são ativadas por pelo menos uma de uma variedade de quimiocinas e citocinas quimiotáticas associadas a superfície endotelial. Quando ocorre a ativação do leucócito sobrevém a parada do rolamento com firme adesão ao endotélio, evento este resultante da ligação de integrinas ß1e ß2 expressas no leucócitos com vários membros da superfamília da imunoglobulinas expressas no endotélio (ICAM-1, ICAM-2 e VCAM-1). Após a firme fixação ocorre o achatamento da célula, reduzindo a exposição as forças decorrentes do fluxo sangüíneo vascular, aumentando-se desta forma a área de contato com a superfície endotelial vascular. Finalmente o leucócito migra entre as células endoteliais da região apical para a superfície basolateral (diapedese) em direção ao extravascular (Figura 1 ).

Como a asma é caracterizada pelo excessivo acúmulo de eosinófilos e de linfócitos T nas vias aéreas, particularmente na submucosa, torna-se muito importante compreender as interações iniciais destas células com o endotélio da microvasculatura brônquica assim como o seu recrutamento pela circulação. Dados atuais sugerem o envolvimento de interações entre E-selectinas11,12 e seus ligantes ICAM-1 e LFA-1 (leucocyte function associated antigen) (aLß2) e entre VCAM-1 e VLA-4 (very late antigen) (a4ß1) no recrutamento de eosinófilos na resposta alérgica das vias aéreas. Outros estudos demonstram que para os eosinófilos e linfócitos T, as integrinas a4ß1, a4ß7 e o CD44 são capazes de mediarem respectivamente o rolamento nas VCAM-1, MAdCAM-1 e em superfícies cobertas por derivados do ácido hialurônico.

Um grupo de moléculas expressas no endotélio vascular liga-se às ß2 integrinas (família CD18) da superfície dos leucócitos facilitando a firme adesão intercelular ao endotélio microvascular,13-15 seguida por transmigração. Incluem-se neste grupo da superfamília das imunoglobulinas, moléculas de adesão intercelular ICAM-1 e 2, VCAM-1 e as relacionadas às plaquetas – PeCAM-1. As ß2 integrinas interagem com as moléculas ICAM-1 das células endoteliais, enquanto que as ß1 integrinas interagem com as moléculas VCAM-1. A via CD18-ICAM-1 é utilizada por todos os leucócitos, enquanto que a via VLA-4/VCAM-1 é utilizada somente por eosinófilos e mononucleares.16 O acúmulo seletivo nas respostas inflamatórias alérgicas, de eosinófilos e em menor expressão pelos linfócitos e monócitos, é gerado pela via VLA-4/VCAM-1, induzida pela liberação de IL-4 e IL-13 dos linfócitos TH2. O início ou aumento da expressão ICAM-1 nas células endoteliais decorre da ação de mediadores pró-inflamatórios tais como a IL-1, IFN-g e TNF-a.

Após completada a adesão dos leucócitos ao endotélio, eles migram pela superfície da luz para alojarem-se na junção intercelular onde “forçam passagem” entre as células endoteliais para ingressarem no espaço extravascular. As PeCAM-1 situam-se nas junções basolaterais das células endoteliais, incluindo zonas de junção intercelular, e atuam facilitando a transmigração de neutrófilos através da barreira endotelial.17,18 Nesta migração transendotelial participam ainda várias integrinas (a5ß1, a4ß1, aVß3, aLß2, e aMß2) e membros da IgSF como a ICAM-1, a VCAM-1 e já citada PECAM-1.

A subsequente migração subendotelial através do tecido extravascular é dependente de gradientes de quimiocinas, citocinas quimiotáticas e interações de adesão com a matriz extracelular. Baixas concentrações de IL-819,20 produzidas pelo endotélio vascular e secretada nas regiões subendoteliais, aumentam a adesão leucocitária e induzem a sua migração. Outras substâncias quimiotáxicas como IL-2, IL-5, RANTES (regulated upon activation in normal T-cells, expressed and secreted), PAF, eotaxina-1 e 2 (específicas para eosinófilos)21,22 também favorecem a migração transendotelial, para o espaço extravascular. A adesão via LFA-1 e Mac-1 facilita a migração transendotelial de neutrófilos,23-26 sendo que estudos mais recentes demonstraram mecanismos semelhantes para os eosinófilos.27,28 A migração transendotelial do eosinófilo pode ser aumentada pela exposição dos eosinófilos a IL-527 ao GM-CSF27,29 ou a expressão upregulate do CD11b.

Ao final, já no foco inflamatório, os leucócitos ampliam suas funções citotóxicas, liberando oxidantes, proteases e outros produtos como fatores de crescimento e citocinas. Os eosinófilos ao contrário dos neutrófilos podem sobreviver nos tecidos por períodos longos, às vezes semanas, dependendo das citocinas do microambiente.30 Acredita-se que os eosinófilos possam auto-regular sua própria sobrevivência através de uma via autócrina.31,32

A adesão de moléculas tem uma participação muito importante no processo inflamatório da asma não só no que se relaciona aos leucócitos e as células endoteliais, mas também por intermédio de mastócitos que expressam ß1 integrinas; macrófagos que produzem ICAM-1, VLA-4, PSGL-1, L-selectinas e CD11b; células dendríticas que produzem VLA-4 e PSGL-1 e células epiteliais que expressam a ICAM-1.33

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Última Atualização: - 09 /01/2019