Journal Club IBA: Prostaglandina E2, a vilã na resposta do hospedeiro à infecção pelo vírus Influenza

Figura: Mecanismos de ação da prostaglandina E₂ (PGE₂) no favorecimento da infeção pelo vírus Influenza A. Após infecção pelo influenza A, a PGE₂ é secretada pelos macrófagos alveolares, agindo de forma autócrina ou parácrina. A ligação da PGE₂ aos seus receptores EP2 e EP4 nos macrófagos alveolares ativa as vias intracelulares PI3K-AKT e/ou PKA, levando à inibição da síntese de Interferons do tipo I, da apoptose e da apresentação antigênica nesses nos macrófagos alveolares, culminando na maior replicação viral. Com isso, a infecção pelo Influenza A leva à supressão das atividades imunológicas inata e adaptativa dos macrófagos alveolares de forma dependente de PGE₂ (Figura adaptada de Coulombe et al.).

O vírus de RNA Influenza A é o causador de uma das doenças sazonais mais bem difundidas no globo, a gripe ("The flu/Grippe"). O vírus é transmitido pelo contato de fluidos corporais (normalmente saliva e secreções mucosas) contendo partículas virais ativas. Uma vez no hospedeiro, o vírus infecta as células alvo por intermédio da proteína capsular hemaglutinina (HA), se replica no interior celular e evade as células infectadas pela ação da enzima neuraminidase (NA).

A infecção das vias aéreas pelo Influenza A desencadeia a produção de mediadores inflamatórios pela células epiteliais e macrófagos alveolares, onde se destacam: IL-1b, IL-18, TNF-a e IL-12. A Ação dessas citocinas nas células intersticiais do trato respiratório leva à indução da enzima cicloxigenase 2 e resulta na produção de diversos prostanóides que medeiam o processo inflamatório resultante da infeção, onde se destaca a Prostaglandina E₂ (PGE₂).

Com o propósito de explorar o papel da PGE₂ na infecção pelo vírus Influenza A, Coulombe e colaboradores 2014 realizam um estudo com delineamento minucioso e elegante. O primeiro fato que chama atenção neste estudo é extremamente contrário às expectativas: camundongos nocaute para a enzima responsável pela síntese de PGE₂ (mPGES-1) e infectados com o vírus Influenza A H1N1, possuem menor carga viral, maior produção de IFNs do tipo I (IFN-a e -b), maior recrutamento do macrófagos, e consequentemente, uma redução da morbimortalidade, quando comparado aos camundongos selvagens. Consistente com estes resultados, os camundongos selvagens apresentaram aumento da expressão de PGE₂  e dos seus receptores EP2 e EP4 quando infectados com H1N1. Apenas estes resultados inicias do trabalho, por si só, forneceram fortes indícios de que a PGE₂ é uma vilã na infeção pelo Influenza A, promovendo atividade supressora na resposta imune inata para infecção pelo vírus H1N1.

No entanto, os macrófagos utilizados nos experimento foram BMDM (Bone marrow derived macrophages). Ao se avaliar o papel desse prostanóide nos macrófagos alveolares, as células essenciais na  infecção  pelo vírus Influenza e outros patógenos que acometem o trato respiratório, os autores observaram que a atividade de PGE₂ nas células ocorre através dos receptores EP2 e EP4. Também identificaram que os menores níveis de IFN do tipo I encontrado nos experimentos iniciais deve-se ao fato da PGE₂ inibir a produção de IFN do tipo I e a fosforilação do fator de transcrição IRF3. Adicionalmente, a ativação da via de PI3K, AKT/PKB e PKA também contribuem para a diminuição da resposta imune antiviral.

Através de transferência adotiva de macrófagos de camundongos PGE₂ nocaute, infectados in vitro com H1N1 e transferidos para camundongos Rag nocaute (ausente de células T e B), foi confirmado que apenas a ausência de PGE₂ é responsável por promover a atividade antiviral na infeção pelo vírus Influenza. Concomitantemente, constatou-se o aumento da expressão de PGE₂ na infecção pelo vírus Influenza A, contribuindo para a redução do número de células T CD8+ específicas para o vírus, provavelmente pela inibição da apresentação de antígeno dos macrófagos.

Os autores finalizam o trabalho abordando uma importante questão: será que a inibição farmacológica da síntese de PGE₂ pode servir como um agente terapêutico contra a infecção pelo influenza A? Para testar esta hipótese, camundongos do tipo selvagens foram desafiados com H1N1, e posteriormente  tratados com um inibidor específico de mPGES-1, que inibe especificamente a sintese de PGE₂. Se constatou que a inibição da mPGES-1 aumentou significativamente a sobrevivência dos camundongos, demostrando que o inibidor é eficiente quando administrado 2 ou 3 dias após a infecção, o que indica um promissor alvo terapêutico.

Este estudo é uma luz sobre o conhecimento do papel da PGE₂ na modulação da resposta imune do hospedeiro contra a infecção virais, em especial pelo vírus Influenza A. Em conjunto, este trabalho é um excelente exemplo de ciência, com  descrição minuciosa dos mecanismos de um fenômeno biológico. Além disso, um importante fator que deve ser ressaltado foi a utilização do subtipo H1N1 do vírus Influenza A, que é justamente o vírus responsável pela pandemia mais devastadora já registrada, ou também, referido como o maior holocausto médico da história da humanidade. No entanto, como todos bons estudos, que nos trazem boas respostas, também traz consigo novas e importantes questões. Com este trabalho, ficam perguntas como: Qual é o gatilho para a indução da expressão de PGE₂ em macrófagos alveolares após infecção pelo vírus Influenza A? Será alguma proteína particular dos vírus Influenza, que procuram ludibriar a maquinaria celular? Será que PGE₂ possui o mesmo papel em outras infeções respiratórias importantes como Rinovírus, Metapneumovírus,  Adenovírus, Vírus Sincicial Respiratório?

Post de Lucas Coelho Marlière Arruda e William Marciel (doutorandos IBA - FMRP/USP)