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Asma
FATOR DE NECROSE TUMORAL ALFA
As alterações brônquicas no fenótipo da asma severa refratária diferem daquelas encontradas na asma leve a moderada, encontrando-se uma resposta de configuração inflamatória mais heterogênea,1 com a participação só de neutrófilos2 ou em associação com eosinófilos, com intensa participação do pulmão distal3 e remodelação das vias aéreas.4 Inicialmente acreditava-se que este processo ocorresse em decorrência da resposta ao corticoide inalatório, pois, contrariamente ao efeito pró-apoptose nos eosinófilos, os corticoides estimulam a sobrevida dos neutrófilos.5 Na asma severa os neutrófilos parecem estar em estado de ativação,6 havendo correlação entre o seu número e o grau de dano tecidual das vias aéreas,7,8 configurando uma resposta terapêutica reduzida aos corticoides.9
Estas mudanças são explicadas pela mudança na conformação inflamatória, na direção Th2 para Th1, com aumento da expressão do fator de necrose tumoral alfa (TNF-a) e do interferon-g (IFN-g).10
Estrutura do TNF-a
A atividade biológica do TNF-a tem início na sua foma precursora, uma proteína transmembranar de 26 kDa. Essa molécula é processada por metaloproteases, especialmente pela enzima conversora de TNF (TACE), que realiza a clivagem entre os resíduos alanina-76 e valina-77.11 Esse corte libera a forma solúvel do TNF-a, composta por 157 aminoácidos e com cerca de 17 kDa.
Após sua liberação, o TNF-a solúvel exerce suas funções ao se ligar aos receptores TNFR1 (p55) e TNFR2 (p75). (Figura 1) Vale destacar que tanto a forma solúvel quanto a forma transmembranar do TNF-a são biologicamente ativas e participam de maneira complementar na mediação das respostas inflamatórias de diferentes intensidades.12,13
Figura 1 – Esquema de clivagem dos receptores de TNF em macrófago ativado, com liberação de TNFR solúvel mediada por TACE e ligação do TNF aos receptores de membrana p55-TNFR (TNFR1) e p75-TNFR (TNFR2), resultando em ativação de vias e sinalização intracelular. TACE - Enzima Conversora de TNF. Figura obtida e adaptada da referência 42.
O TNF-a transmembranar de cerca de 26 kDa, é uma molécula bipolar que transmite sinais tanto como ligante quanto como receptor de volta para a célula. Por isso acredita-se que o TNF-a transmembranar desempenhe um papel importante na inflamação local através do contato célula a célula. Já a forma solúvel de 17 kD, gerada por clivagem proteolítica, também é ativa, mas tende a agir de modo parácrino/endócrino, alcançando células mais distantes e desencadeando respostas inflamatórias sistêmicas.
● TNF-a transmembranar (26 kDa): permanece ancorado na membrana da célula produtora e sinaliza sobretudo em interações direta entre células; sua atividade biológica é frequentemente associada ao receptor TNFR2.14,15
● TNF-a solúvel (17 kDa): após clivagem, o monômero de 17 kDa precisa formar trímero para ser funcional; nessa forma, liga-se aos receptores TNFR1 e TNFR2, presentes em várias células imunes e células estruturais das vias aéreas. Essa ligação pode ativar vias de sinalização como NF-kB, promovendo inflamação, recrutamento de leucócitos; em outros contextos especialmente via TNFR1, também pode induzir apoptose.16
O TNF-a é uma citocina inflamatória expressa em quantidades aumentadas pelos monócitos ativados, macrófagos ativados, linfócitos e mastócitos.17 Em condições inflamatórias pode ser sintetizado por uma gama de células como células endoteliais, neutrófilos, fibroblastos, e natural killers.14,15
Quanto à presença de receptores de membrana, em pacientes com asma leve, mais de 90% dos monócitos são duplo-positivos (TNFR1 e TNFR2), porém apresentam redução drástica de expressão de TNFR1 em comparação ao grupo de voluntários saudáveis.18. Pacientes com asma moderada a grave exibem maior expressão de TNFR2 nas células T.18
O TNF-a foi originalmente descrito como um fator indutor da necrose de alguns tumores. Na atualidade é reconhecido como uma importante citocina que regula os mecanismos patogênicos de doenças inflamatórias crônicas como a artrite reumatoide e outras doenças autoimunes.19,20
O
TNF-α na Asma
O TNF-a é uma citocina pleiotrópica que coordena respostas pró-inflamatórias complexas mediante ativação de cascatas de sinalização intracelular, com destaque para as vias NF-kB, MAPK e JNK. Essa sinalização converge para efeitos patogênicos fundamentais, incluindo o recrutamento de leucócitos para o sítio inflamatório, a amplificação da hiper-responsividade brônquica e do remodelamento das vias aéreas através da indução de outros fatores de crescimento..21,22
Tabela 1 – O TNF-α na Asma
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Amplifica a resposta inflamatória: |
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Recruta e ativa células imunológicas como eosinófilos e neutrófilos para as vias aéreas.
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Potencializa outras citocinas: |
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Atua em sinergia com outros mediadores, como interleucinas, aumentando a inflamação e hiper-responsividade das vias aéreas.
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Agrava a remodelação das vias aéreas: |
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Contribui para a principal disfunção na asma, o estreitamento das vias aéreas, resultado da hiper-responsividade brônquica, ao estimular o crescimento do músculo liso e a produção de fibroblastos.
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Mantém a inflamação crônica: |
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Em especial em casos graves ou resistentes a corticoides, o TNF-a ajuda a sustentar a inflamação persistente.
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Níveis elevados de TNF-a foram detectados no escarro,23,24 no lavado broncoalveolar (LBA)25,26 e em biópsias de pacientes com asma.27 A inalação de TNF-a determina hiper-responsividade brônquica e aumento da neutrofilia do escarro em voluntários.26,28 A importância do TNF-a como citocina multifuncional na asma severa refratária tem sido reforçada pela constatação de aumento de mais de 30 vezes na sua expressão gênica nas vias aéreas. Ocorre aumento na expressão do precursor de membrana TNF-a de células mononucleares, na TACE e de seus receptores p75 e p55,29 assim como no incremento da secreção de TNF-a solúvel mesmo na presença de altas doses de corticoides. De especial relevância deve ser salientado que o TNF-a tem o efeito potencial de estimular fibroblastos, miofibroblastos e células musculares lisas induzindo e liberando proteases.30,31 Através destas variadas atuações o TNF-a contribui de forma substancial na patogênese da inflamação crônica das vias aéreas, incluindo o remodelamento brônquico.32 O TNF-a tem potente efeito direto no músculo liso determinando hiper-responsividade das vias aéreas. Os mecanismos responsáveis por esta mudança no fenótipo inflamatório não são conhecidos, embora o TNF-a tenha demonstrado aumentar os níveis da isoforma-b dos receptores de corticoides25 e apresente múltiplos efeitos na inflamação e na estrutura celular das vias aéreas.
O TNF-a está aumentado: no escarro induzido, no LBA,33 na mucosa brônquica, no músculo liso das vias aéreas, em mastócitos,17 macrófagos e eosinófilos de asmáticos. O TNF-a participa da asma, embora não como um mediador "dominante".
O TNF-a pré-formado é armazenado pelos mastócitos e liberado rapidamente durante as reações mediadas por IgE, que caracterizam a resposta asmática a alérgenos.32,34-36
O TNF-a desempenha relevante papel na fisiopatologia da asma. Entretanto, ele atua muito mais como amplificador da inflamação do que como um "coordenador".32,36 Esse eixo inflamatório parece ser particularmente importante em fenótipos de asma grave ou refratária, nos quais sua expressão aumentada se relaciona à maior persistência da inflamação e pior controle clínico da doença. O TNF-a nesse fenótipo atua aumentando a expressão de moléculas de adesão (ICAM-1, VCAM-1), facilitando a migração de células inflamatórias para as vias aéreas; recrutando eosinófilos e neutrófilos, exacerbando o processo inflamatório, exacerbando a hiper-responsividade brônquica e colaborando para o remodelamento das vias aéreas através da ativação de mecanismos pró-fibróticos,32 a produção de MMPs, amplificando a lesão epitelial.
Hoje a visão dominante sobre a particpação do TNF-a na asma seria como um "mediador de contexto inflamatório" que um "driver molecular" ou seja: o TNF-a – funciona como um potencializador da inflamação, favorecendo a continuidade da doença.
 Duas modalidades terapêuticas recorreram a esta nova via, utilizando os TNFRs solúveis recombinantes e anticorpos monoclonais contra o TNF-a. Os TNFRs solúveis recombinantes mimetizam a atividade dos TNFRs naturais e quando de sua ligação com o TNF previnem a interação com o TNFR da membrana celular. Os ensaios clínicos, entretanto, foram decepcionantes.
Os fármacos mais avaliados foram o etanercepte e o infliximabe, previamente utilizados na artrite reumatoide, sendo o infliximabe um anticorpo monoclonal IgG1 quimérico constituído por 75% de proteína humana e 25% de proteína de murídeo.37 A porção de murídeo contém o sítio de ligação para o TNF-a, enquanto a porção humana é responsável pela função efetora (Figura 2).18
O infliximabe liga-se especificamente ao TNF-a e assim neutraliza tanto o TNF-a transmembrana como o TNF-a solúvel. Além disso, estudos in vitro mostraram que o infliximab provoca lise de células produtoras de TNF através de fixação do complemento ou citotoxicidade dependente de anticorpos (ADCC: Antibody-Dependent Cytotoxity).38 Mostraram alguns sinais biológicos interessantes como redução da hiper-responsividade brônquica, discreta melhora no VEF1 e melhora sintomática em alguns subgrupos. Outros estudos avaliaram o etanercepte.39,40, Embora estudos iniciais com tratamentos anti-TNF (como infliximabe e etanercepte) tenham indicado alguns benefícios para certos pacientes com asma grave, preocupações com efeitos colaterais e riscos de infecção restringiram seu uso na prática clínica como demonstrou o estudo multicêntrico do fármaco golimumabe interrompido antecipadamente em decorrência de infecções graves e ausência de benefícios, o que encerrou de forma definitiva o interesse por este tipo de alvo terapêutico.41 Na prática, a experiência clínica acabou mostrando que a importância biológica não se traduz necessariamente em valor terapêutico.
Referências
01.Wenzel SE, Schwartz LB, Langmack EL, et al. Evidence that severe asthma can be divided pathologically into two inflammatory subtypes with distinct physiologic and clinical characteristics. Am J Respir Crit Care Med 1999; 160:1001-8.
02.The ENFUMOSA cross-sectional European multicentre study of the clinical phenotype of chronic severe asthma: European Network for Understanding Mechanisms of Severe Asthma. Eur Respir J 2003; 22:470-7.
03.Berry M, Hargadon B, Morgan A, Shelley M, Richter J, Shaw D, Green RH, Brightling C, Wardlaw AJ, Pavord ID.
Alveolar nitric oxide in adults with asthma: evidence of distal lung inflammation in refractory asthma. Eur Respir J 2005; 25:986-91.
04.Busse W, Elias J, Sheppard D, Banks-Schlegel S. Airway remodeling and repair. Am J Respir Crit Care Med 1999; 160:1035-42.
05.Nguyen LT, Lim S, Oates T, Chung KF. Increase in airway neutrophils after oral but not inhaled corticosteroid therapy. Respir Med 2005; 99:200-7.
06.Gibson PJ, Simpson JL, Saltos N. Heterogeneity of airway inflammation in persistent asthma: evidence of neutrophilic inflammation and increased sputum IL-8. Chest 2001; 119:1329-36.
07.Hamilton LM, Torres-Lozano C, Puddicombe SM, Richter A, Kimber I, Dearman RJ, Vrugt B, Aalbers R, Holgate ST, Djukanovic R, Wilson SJ, Davies DE. Role of the epidermal growth factor receptor in sustaining neutrophil inflammation in severe asthma. Clin Exp Allergy 2003; 33:233-40.
08.Wenzel SE, Schwartz LB, Langmack EL, Halliday JL, Trudeau JB, Gibbs RL, Chu HW.
Evidence that severe asthma can be divided pathologically into two inflammatory subtypes with distinct physiologic and clinical characteristics. Am J Respir Crit Care Med 1999; 160:1001-8.
09.Green RH, Brightling CE, Woltmann G, Parker D, Wardlaw AJ, Pavord ID. Analysis of induced sputum in adults with asthma: identification of a subgroup with isolated sputum neutrophilia and poor response to inhaled corticosteroids. Thorax 2002; 57:875-9.
10.Truyen E, Coteur L, Dilissen E, Overbergh L, Dupont LJ, Ceuppens JL, Bullens DM.
Evaluation of airway inflammation by quantitative Th1/Th2 cytokine mRNA measurement in sputum of asthma patients. Thorax 2006; 61:202-8.
11.Black RA, Rauch CT, Kozlosky CJ, Peschon JJ, Slack JL, Wolfson MF, Castner BJ, Stocking KL, Reddy P, Srinivasan S, Nelson N, Boiani N, Schooley KA, Gerhart M, Davis R, Fitzner JN, Johnson RS, Paxton RJ, March CJ, Cerretti DP. A metalloproteinase disintegrin that releases tumour-necrosis factor-alpha from cells. Nature 1997; 385:729-33.
12.Aggarwal BB, Eessalu TE, Hass PE. Characterization of receptors for human tumour necrosis factor and their regulation by gamma-interferon. Nature 1985; 318:665-67.
13.Blüml S, Scheinecker C, Smolen JS, Redlich K. Targeting TNF receptors in rheumatoid arthritis. Int Immunol 2012; 24:275-81.
14.Bradley JR. TNF-mediated inflammatory disease. J Pathol 2008; 214:149-60.
15.Horiuchi T, Mitoma H, Harashima S, Tsukamoto H, Shimoda T. Transmembrane TNF-alpha: structure, function and interaction with anti-TNF agents. Rheumatology (Oxford) 2010l; 49:1215-28.
16.Li XM, Chen X, Gu W, Guo YJ, Cheng Y, Peng J, Guo XJ. Impaired TNF/TNFR2 signaling enhances Th2 and Th17 polarization and aggravates allergic airway inflammation. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2017; 313:L592-L601.
17.Bradding P, Roberts JA, Britten KM, Montefort S, Djukanovic R, Mueller R, Heusser CH, Howarth PH, Holgate ST.
Interleukin-4, -5, and -6 and tumor necrosis factor-alpha in normal and asthmatic airways: evidence for the human mast cell as a source of these cytokines. Am J Respir Cell Mol Biol 1994; 10:471-80.
18.Alshevskaya A, Zhukova J, Kireev F, Lopatnikova J, Evsegneeva I, Demina D, Nepomniashchikch V, Gladkikh V, Karaulov A, Sennikov S. Redistribution of TNF Receptor 1 and 2 Expression on Immune Cells in Patients with Bronchial Asthma. Cells 2022; 11:1736.
19.Aggarwal, BB. Signalling pathways of the TNF superfamily: a double-edged sword. Nat Rev Immunol 2003; 3:745-756.
20.Feldmann M, Maini RN. Lasker Clinical Medical Research Award. TNF defined as a therapeutic target for rheumatoid arthritis and other autoimmune diseases. Nat Med 2003; 9:1245-50.
21.Reza MI, Ambhore NS. Inflammation in Asthma: Mechanistic Insights and the Role of Biologics in Therapeutic Frontiers Biomedicines 2025; 13:1342.
22.Chung KF, Barnes PF. Cytokines in asthma. Thorax 1999; 54:825-57.
23.Keatings VM, Collins PD, Scott DM, Barnes PJ. Differences in interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha in induced sputum from patients with chronic obstructive pulmonary disease or asthma. Am J Respir Crit Care Med 1996; 153:530-4.
24.Keatings VM, Jatakanon A, Worsdell YM, Barnes PJ. Effects of inhaled and oral glucocorticoids on inflammatory indices in asthma and COPD. Am J Crit Care Med 1997; 155:542-8.
25.Broide DH, Lotz M, Cuomo AJ, Coburn DA, Federman EC, Wasserman SI. Cytokines in symptomatic asthma airways. J Allergy Clin Immunol 1992; 89:958-67.
26.Thomas PS, Yates DH, Barnes PJ. Tumor necrosis factor-alpha increases airway responsiveness and sputum neutrophilia in normal human subjects. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152:76-80.
27.Ackerman V, Marini M, Vittori E, Bellini A, Vassali G, Mattoli S. Detection of cytokines and their cell sources in bronchial biopsy specimens from asthmatic patients. Relationship to atopic status, symptoms, and level of airway hyperresponsiveness. Chest 1994; 105:687-96.
28.Erzurum SP. Inhibition of tumor necrosis factor α for refractory asthma. N Engl J Med 2006; 354:754-8.
29.Schwingshackl A, Duszyk M, Brown N, Moqbel R. Human eosinophils release matrix metalloproteinase-9 on stimulation with TNF-alpha. J Allergy Clin Immunol 1999; 104:983-9.
30.Amrani Y, Panettieri RA Jr, Frossard N, Bronner C. Activation of the TNF alpha-p55 receptor induces myocyte proliferation and modulates agonist-evoked calcium transients in cultured human tracheal smooth muscle cells. Am J Respir Cell Mol Biol 1996; 15:55-63.
31.Thomas PS. Tumour necrosis factor-alpha: the role of this multifunctional cytokine in asthma. Immunol Cell Biol 2001; 79:132-40.
32.Webster JC, Oakley RH, Jewell CM, Cidlowski JA. Proinflammatory cytokines regulate human glucocorticoids receptor gene expression and lead to the accumulation of the dominant negative beta isoform: mechanism for the generation of glucocorticoids
resistance. Proc Natl Acad Sci USA2001; 98:6865-70.
33.Gosset P, Tsicopoulos A, Wallaert B, Vannimenus C, Joseph M, Tonnel AB, Capron A. Increased secretion of tumor necrosis factor alpha and interleukin-6 by alveolar macrophages consecutive to the development of the late asthmatic reaction. J Allergy Clin Immunol 1991; 88:561-71.
34.Pennings HJ, Kramer K, Bast A, Buurman WA, Wouters EF. Tumour necrosis factor-alpha induces hyperreactivity in tracheal smooth muscle of the guinea-pig in vitro. Eur Respir J 1998; 12:45-9.
35.Thomas, PS, Heywood, G. Effects of inhaled tumour necrosis factor alpha in subjects with mild asthma. Thorax 2002; 57:774-778.
36.Harriman G, Harper LK, Schaible TE. Summary of clinical trials in rheumatoid arthrits using infliximab, an anti-TNF-a traetment. Ann Rheum Dis 1998; 58(suppl 1):161-164.
37.Scallon BJ, Moore MA, Trinh H, Knight DM, Ghrayeb J. Chimeric anti-TNF alpha antibody cA2 binds recombinant transmembrane TNF-alpha and activates immune effector functions. Cytokine 1995; 7:251-259.
38.Taillé C, Poulet C, Marchand-Adam S, Borie R, Dombret MC, Crestani B, Aubier M. Monoclonal Anti-TNF- a Antibodies for Severe Steroid-Dependent Asthma: A Case Series. Open Respir Med J 2013; 7:21-5.
39.Berry MA, Hargadon B, Shelley M, Parker D, Shaw DE, Green RH, Bradding P, Brightling CE, Wardlaw AJ, Pavord ID. Evidence of a role of tumor necrosis factor alpha in refractory asthma. N Engl J Med. 2006 Feb 16;354(7):697-708.
40.Howarth PH, Babu KS, Arshad HS, Lau L, Buckley M, McConnell W, Beckett P, Al Ali M, Chauhan A, Wilson SJ, Reynolds A, Davies DE, Holgate ST. Tumour necrosis factor (TNFalpha) as a novel therapeutic target in symptomatic corticosteroid dependent asthma. Thorax 2005; 60:1012-8.
41.Wenzel SE, Barnes PJ, Bleecker ER, Bousquet J, Busse W, Dahlén SE, Holgate ST, Meyers DA, Rabe KF, Antczak A, Baker J, Horvath I, Mark Z, Bernstein D, Kerwin E, Schlenker-Herceg R, Lo KH, Watt R, Barnathan ES, Chanez P; T03 Asthma Investigators. A randomized, double-blind, placebo-controlled study of tumor necrosis factor-alpha blockade in severe persistent asthma. Am J Respir Crit Care Med 2009; 179:549-58.
42.McDonnell ND, Abbott NN, Mohler KM, Hansel TT, Kips JC. – TNF Antagonism. In: Hansell TT, Barnes PJ. New Drugs for Asrhma Allergy and COPD. Prog Respir Res. Basel: Karger: 2001:247-250.
43.Knight DM, Trinh H, Le J, Siegel S, Shealy D, McDonough M, Scallon B, Moore MA, Vilcek J, Daddona P, et al. Construction and initial characterization of a mouse-human chimeric anti-TNF antibody. Mol Immunol 1993; 30:1443-53.
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