Journal Club IBA: Óxido nítrico aumenta a diferenciação de células Th9 e a inflamação das vias aéreas.

Figura 1: Esquema representando o mecanismo pelo qual NO aumenta a polarização de células para o perfil Th9.

O óxido nítrico (NO), também conhecido por monóxido de nitrogênio e monóxido de azoto é um gás solúvel, altamente lipofílico que pode ser produzido por três isoformas de NO sintase, A forma neuronal (nNOS), a forma endotelial (eNOS) e a forma induzida (iNOS). As formas neuronal e endotelial são responsáveis pela produção fisiológicas de NO em estado de repouso e a forma induzida, ativada por uma ampla variedade de estímulos incluindo, LPS liberado durante infecções por bactérias gram negativas, interferon-γ (IFN-γ), tumor necrosis factor-α (TNF-α) entre outros (Robbins et al., 1994). O NO é um mediador crucial de diversas funções biológicas, como vasorelaxamento, agregação plaquetária, neurotransmissão, atividades microbicidas e tumoricidas e regulação do sistema imune. Em acordo com estas funções, o NO está associado ao desenvolvimento de diversas doenças, como é o caso da asma alérgica. Foi observado que pacientes com algum tipo de inflamação eosinofílica das vias aéreas, como asma, apresentam altas concentrações de NO no exalado respiratório (Smith et al., 2005; Barnes et al., 1994) além disso, na presença de estímulos inflamatórios há aumento na expressão de iNOS em células do epitélio pulmonar de humanos (Robbins et al., 1994).

O NO também tem sido associado à capacidade de regular a diferenciação de subtipos de células TCD4⁺. Em altas concentrações NO parece ser capaz de inibir a produção de IL-12 por macrófagos ativados, que indiretamente suprime a expansão de células para o perfil Th1, por outro lado, em baixas concentrações NO induz a diferenciação das células para o perfil Th1 por ativar guanilato ciclase solúvel, que leva a up regulação de cGMP, e esta induz a expressão do receptor de IL-12 (Niedbala et al., 1999; Niedbala et al., 2005). Nas células T reguladoras, NO foi reportado como importante indutor de um perfil de células produtoras de IL-10 com capacidade supressora, cujo fenótipo é caracterizado por expressar CD4⁺ CD15⁺ e Foxp3^-, as denominadas NO-Tregs (Niedbala et al., 2007). Além disso, o NO também exerce um importante efeito regulando negativamente a diferenciação de células Th17 por inibir a expressão de AhR e os eventos downstream a sua ativação, incluindo a expressão de IL-22, do receptor para IL-23 e do Citocromo p450 (Cyp1a1) (Niedbala et al., 2011). Neste mesmo trabalho os autores observaram que o NO além de suprimir a diferenciação de células Th17, também foi capaz de aumentar a expressão de citocinas como IL-24, IL-22, IL-9 e IL-2. Diante disso, Niedbala e colaboradores demonstraram no seu mais recente trabalho publicado em Agosto deste ano que em contraste com o efeito negativo que o NO promove nas células Th17, o NO é capaz de aumentar a polarização e função das células Th9. O grupo demosntrou que o NO nitrosila resíduos de cisteína presentes na proteína Mdm2, uma proteína inibidora da p53, e quando isto acontece há um aumento da expressão da p53 ativa, que por sua vez, aumenta a produção de IL-2 e ativa eventos downstream, como a fosforilação de STAT5 e a expressão de IRF4. IRF4 é um fator de transcrição dos genes para IL-9, Além disso, por mecanismo ainda desconhecido o NO também é capaz de aumentar a expressão dos receptores para TGF-β (TGF-βR) e IL-4 (IL-4Rα) e assim promove um mecanismo adicional de amplificação da diferenciação de células Th9. Estudos in vivo mostraram que a administração de um doador de NO em camundongos submetidos a indução de alergia com OVA+Alum, apresentam maior infiltrado celular, maior eosinofilia, maior produção de muco, bem como aumento na frequência de células TCD4⁺ IL-9⁺. Estes dados foram corroborados utilizando camundongos deficientes de Nos2, mostrando que o NO endógeno é importante no desenvolvimento de uma resposta Th9 em modelo de alergia experimental.

Referências:

Barnes, P. J. & Liew, F. Y. Nitric oxide and asthmatic inflammation. Immunol. Today 16, 128–130 (1995).

Niedbala, W. et al. Nitric oxide induces CD4þCD25þ Foxp3 regulatory T cells from CD4+CD25+ T cells via p53, IL-2, and OX40. Proc. Natl Acad. Sci. USA 104, 15478–15483 (2007).

Niedbala, W. et al. Nitric oxide preferentially induces type 1 T cell differentiation by selectively up-regulating IL-12 receptor beta 2 expression via cGMP. Proc. Natl Acad. Sci. USA 99, 16186–16191 (2002).

Niedbala, W. et al. Regulation of type 17 helper T-cell function by nitric oxide during  inflammation. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 9220–9225 (2011).

Robbins, R. A. et al. Expression of inducible nitric oxide in human lung epithelial cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 203, 209–218 (1994).

Smith, A. D. et al. Exhaled nitric oxide: a predictor of steroid response. Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 172, 453–459 (2005).

Post de Paulo e Morgana (FMRP/IBA)