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Os eventos imunológicos acima mencionados na patogênese da artrite também oferecem muitos alvos promissores para intervenção terapêutica (Figuras 2 e 3). Recomendamos que estes e outros parâmetros imunológicos personalizados sejam considerados para testes além de vários parâmetros bioquímicos e farmacológicos para a avaliação dos mecanismos de acção dos produtos CAM à base de plantas. As CAM à base de plantas mostradas na Tabela 1 são representativas daqueles testados para a modulação de eventos imunológicos que contribuem para sua atividade antiartrítica in vivo em modelos experimentais de artrite. Compreensivelmente, existem vários outros produtos naturais que possuem atividade antiartrítica, mas seus efeitos sobre o sistema imunológico ainda não foram testados. Dada a abrangência deste trabalho sobre modulação imunológica, excluímos a maioria desses produtos da Tabela 1.

2. Artrite Reumatóide

AR é prevalente (0,8%) em todo o mundo e afeta todas as raças . As mulheres são afectadas aproximadamente três vezes mais frequentemente do que os homens. A idade de início é entre o final dos vinte e poucos anos e o início dos cinquenta, mas nenhuma idade é imune à doença. Em crianças e adultos jovens, a doença manifesta-se como artrite crónica juvenil (ACJ). A AR é uma doença crônica multissistêmica caracterizada por sinovite inflamatória persistente, geralmente envolvendo as articulações periféricas em uma distribuição simétrica. A inflamação sinovial, se não for controlada, pode levar a danos nas cartilagens, erosões ósseas e anquilose das articulações afetadas. Estudos com gêmeos e estudos familiares indicam que há uma predisposição genética para AR , e cerca de 70% dos pacientes têm alelos HLA-DR4 ou -DR1 ou ambos. O autoantigénio alvo preciso para a AR ainda não foi identificado. Colágeno tipo II (CII), agregador, proteína de ligação à imunoglobulina (BiP) e proteína de choque térmico 65 (Hsp65) estão entre os antígenos que têm sido implicados na patogênese da AR. Como mencionado acima, os AINEs são a base da terapia para uma grande proporção de pacientes com AR. No entanto, devido às reacções adversas, custos elevados e eficácia limitada destes medicamentos em muitos pacientes, o uso de AAC pelos pacientes com AR está a tornar-se cada vez mais popular nos EUA e noutros países desenvolvidos .

3. Artrite Adjuvante: Um Modelo Experimental de AR

AA pode ser induzido no rato Lewis (RT.1) por imunização com Mycobacterium tuberculosis (Mtb) (H37Ra). A doença manifesta-se como inflamação das patas, incluindo as articulações das patas. A inflamação das patas afeta principalmente os tornozelos, pulsos e articulações menores. A inflamação artrítica começa após 8-10 dias, com picos entre os dias 15-17, e depois passa por uma recuperação espontânea e gradual nos 12-15 dias seguintes (Figura 1). A reação imunológica primária nas articulações das patas é a infiltração de células mononucleares no tecido sinovial, que se não for controlada, pode levar a danos na cartilagem e no osso. Mycobacterial hsp65 (Bhsp65) tem sido invocada na patogênese do AA. Após a injeção de Mtb, o Bhsp65 é absorvido pelos linfonodos drenantes regionais, onde as células que apresentam antígenos (APCs) processam e apresentam esse antígeno às células T ingênuas (Figura 3). As células T com receptores específicos para epitopos dentro do Bhsp65 são então ativadas e passam a ser proliferadas. Estas células T com antígenos deixam os gânglios linfáticos para entrar na circulação periférica. Estas células T migram então dos vasos sanguíneos para o órgão alvo, a articulação, onde iniciam a patologia imunológica (Figura 3). O AA de rato partilha várias características com a AR humana e, portanto, serve como um excelente modelo para a AR.

O modelo AA tem sido amplamente utilizado para estudos relativos à patogénese da artrite auto-imune, bem como para o teste de novos produtos terapêuticos antiartríticos naturais ou sintéticos. Uma variedade de produtos CAM à base de ervas tem demonstrado atenuar a gravidade da doença no modelo AA do rato (Tabela 1). Estas ervas modulam diferentes vias de efeito imunológico e reguladoras (discutidas abaixo em detalhe) envolvidas no processo da doença (Figuras 2 e 3). Outro modelo de inflamação crônica que leva à perda óssea também tem sido empregado para examinar o papel dos produtos naturais (por exemplo, chá verde) na limitação dos danos e perdas ósseas, que acompanha a artrite crônica .

4. Proteínas Heat-Shock (Hsps) Servem como Antígenos Alvo na Artrite Autoimune

Hsps têm sido associadas a muitas doenças auto-imunes, tais como AR, doença de Crohn, EM e lúpus eritematoso sistêmico (LES) . As Hsps também podem induzir protecção contra a artrite . A maioria das PSH são reagentes de estresse agudo que asseguram a sobrevivência das células sob condições hostis. Também são as conchas moleculares envolvidas no dobramento de proteínas e outras funções para manter a integridade estrutural de outras proteínas . Um clone de célula T que era artritogênico para o rato Lewis foi considerado específico para o epitopo 180-188 (p180-188) do Bhsp65 . Em pacientes com artrite crônica juvenil (ACJ), houve reatividade das células T aos p180-188 de Bhsp65, assim como ao determinante parcialmente homólogo dentro da proteína de ligação da cartilagem articular . As células T destes pacientes também mostraram resposta significativa à hsp60 e Bhsp65 humanos, enfatizando a importância da Hsp65 como um dos principais antígenos na patogênese da artrite. Outras hsps, incluindo hsp70 e hsp47 também foram invocadas na patogênese de AA . As semelhanças na resposta imunológica aos antígenos relacionados com a doença em modelos de roedores e humanos têm proporcionado conhecimentos úteis sobre a patogênese da doença.

Foi demonstrado que produtos vegetais naturais como flavonóides e Celastrol podem alterar a expressão celular da hsps . Estas observações são potencialmente significativas tendo em vista os efeitos protectores observados dos flavonóides do chá verde e do extracto de etanol de Celastrus . No entanto, a ligação mecanicista precisa entre os dois conjuntos de observações ainda não foi totalmente definida. Em relação à modulação da resposta de células T específicas de antígenos a hsps pelas modalidades CAM, mostramos que a alimentação de ratos Lewis com Huo Luo Xiao Ling (HLXL) dan com a fórmula herbal chinesa reduziu significativamente a resposta proliferativa de células T a Bhsp65 , e este efeito foi associado com a supressão da artrite. Pelo contrário, a alimentação de ratos com extrato de chá verde ou Celastrus não influenciou a resposta proliferativa das células T ao Bhsp65, apesar da redução significativa na severidade do AA. Entretanto, como descrito abaixo, esses ratos mostraram mudanças significativas na resposta de citocinas ao Bhsp65, mas sem qualquer mudança na proliferação de células T, revelando uma dicotomia dos dois parâmetros imunes. Em apoio aos nossos resultados, vários outros produtos naturais (por exemplo, Quercetin, Resveratrol, Kaempferol, Vineatrol) também foram relatados para influenciar as respostas proliferativas dos linfócitos, com a maioria deles levando à inibição da resposta proliferativa . Também é relatada a dissociação entre proliferação e função de linfócitos expostos a produtos naturais como Kaemferol .

5. CD4+CD25+ Células T-Regulatórias (Treg) São Vitais para Auto-Tolerância e Regulação da Autoimunidade

Muitos tipos de células T reguladoras, incluindo Th2, Th3, Treg, células NKT, e Tr1 foram descritas . A adição mais recente ao grupo de células T reguladoras é a célula CD4+CD25+ T-reguladora (Treg) . Treg surgiram como os controladores centrais da auto-imunidade em vários modelos experimentais de doenças auto-imunes humanas . É importante notar que, em modelos animais, a terapia com células T CD4+CD25+ através da transferência adotiva de células pode efetivamente retardar e suprimir uma variedade de doenças imunológicas, incluindo diabetes, colite e gastrite. Pelo contrário, a depleção in vivo do Treg leva ao início precoce e/ou agravamento da artrite auto-imune, bem como de outras doenças auto-imunes.

Há evidências para um controle recíproco da diferenciação do T helper 17 (Th17) e do Treg. A diferenciação das células pró-inflamatórias e patogênicas Th17 é induzida pela presença simultânea de TGF-β e IL-6, enquanto que a presença de TGF-β induz sozinha a geração de Treg expressando o fator de transcrição Foxp3 .

Nos últimos 5-10 anos, a importância da determinação da frequência e função supressora do Treg para avaliar o processo da doença auto-imune, bem como a eficácia dos produtos terapêuticos para diferentes doenças auto-imunes, tem vindo a ser cada vez mais percebida. Defeitos no Treg foram relatados na AR , e esta atividade reduzida do Treg pode ser restaurada após uma terapia bem sucedida, por exemplo, com anti-TNF-α no caso da AR . Um estudo recente na área de pesquisa de transplantes mostrou que células dendríticas tratadas com triptolide (derivada da erva chinesa Tripterygium wilfordii) promovem a expansão do Treg in vitro . Espera-se que a avaliação do número e função do Treg seja incorporada regularmente em estudos destinados a definir os mecanismos de ação de várias modalidades de CAM, incluindo produtos vegetais naturais. Também, como descrito acima, existem vários outros tipos de células T reguladoras além do Treg . É provável que diferentes modalidades de CAM possam ter um efeito diferencial em subconjuntos distintos de células T reguladoras, de modo que um produto possa ter um efeito mais pronunciado sobre o Treg, enquanto o outro pode, em vez disso, ter um efeito importante sobre células Treg do tipo Th2 ou Tr1.

6. Anticorpos Contribuem para a Patogénese da Artrite Autoimune

Estudos num modelo espontâneo de artrite auto-imune sublinharam a importância dos anticorpos na mediação da patologia imunitária nesta doença; a patologia é iniciada pelas células T mas subsequentemente perpetuada pelos anticorpos . Estudos no modelo CIA em ratos demonstraram claramente a importância dos anticorpos para o colagénio tipo II (CII) no processo da doença. Contudo, neste momento não há muita informação sobre o papel fisiológico dos anticorpos para a hsp65 no AA. O efeito patogénico dos anticorpos anti-Bhsp65 no AA não foi formalmente excluído. Pelo contrário, há evidências do trabalho feito por outros investigadores e nós apontando para o efeito protector contra o AA de anticorpos anti-Bhsp65. Em um estudo, o efeito protetor AA dos anticorpos anti-Bhsp65 foi atribuído à produção de IL-10 a partir de células mononucleares.

No modelo CIA, extractos de romã de chá verde e Taxol demonstraram suprimir a artrite, e este efeito foi associado a uma diminuição significativa dos anticorpos anti-CII. Um efeito semelhante na doença clínica, as citocinas pró-inflamatórias e a IgG2a sérica foi relatado em outro estudo sobre CIA após tratamento com curcumina, um componente importante do curcuma. O extrato de curcuma também demonstrou induzir proteção contra artrite no modelo de artrite induzida pela parede celular estreptocócica da AR . Em um de nossos estudos baseados no modelo AA, observamos que a alimentação com extrato polifenólico de chá verde de ratos Lewis resultou em uma diminuição significativa na resposta de anticorpos ao Bhsp65 . Resultados semelhantes foram obtidos com uma medicina tradicional chinesa, HLXL, que é uma mistura de 11 ervas diferentes . Em ambos os casos, a diminuição da resposta de anticorpos foi associada a uma redução correspondente na gravidade da artrite. Contudo, nem todas as ervas antiartríticas testadas por nós causaram uma diminuição na resposta dos anticorpos ao Bhsp65. Em outro estudo, observamos o oposto, pois a alimentação de ratos Celastrus a ratos Lewis levou a um aumento da resposta de anticorpos anti-Bhsp65, apesar de uma supressão significativa da artrite clínica.

No presente, não temos informações adicionais para esclarecer as diferenças nos atributos funcionais dos subconjuntos de anticorpos que são predominantemente alterados após a alimentação de diferentes produtos vegetais. No entanto, propomos que os anticorpos anti-Bhsp65 produzidos durante o curso de AA nos ratos Lewis pertençam a duas categorias principais, patogénica e protectora . Neste contexto, sugerimos que diferentes ervas visem subconjuntos distintos de anticorpos, de tal forma que a redução da artrite clínica possa envolver ou a supressão de anticorpos patogénicos ou o reforço de anticorpos protectores, ou ambos. Além disso, estudos de padrões de anticorpos usando um painel de antígenos direcionados à artrite e outras doenças auto-imunes podem fornecer uma leitura útil para o efeito dos produtos CAM no processo da doença.

7. A regulação da auto-imunidade através do balanço de citocinas do tipo T-Helper (Th1)-/Th2

Citocinas pró-inflamatórias TNF-α, IL-1β, e IL-6 produzidas por macrófagos e outras células imunes são de importância crítica no início e propagação da artrite. Entre as células T, as células Th1 secretam IFN-γ e TNF-α, enquanto as células Th2 contra-regulatórias secretam IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13. As células Th1 estão envolvidas principalmente na patogênese de certas doenças auto-imunes específicas de órgãos, enquanto as células Th2 desempenham um papel importante na auto-imunidade sistêmica. O papel do equilíbrio Th1-Th2 na regulação da auto-imunidade foi validado através de vários estudos com modelos animais. A susceptibilidade ou resistência à doença e a protecção contra a doença, bem como a melhoria da doença em doentes com AR foi associada a uma alteração do equilíbrio de citocinas para o tipo Th2. A alteração do equilíbrio Th1/Th2 pode ocorrer quer por uma diminuição da citocina pró-inflamatória (por exemplo, IFN-γ), quer por um aumento da citocina anti-inflamatória (por exemplo, IL-4/IL-10), ou ambos.

Num estudo sobre a CIA, a activação da resposta Th2 mostrou inibir a produção de IFN-γ, assim como a redução da gravidade da artrite . Outros investigadores relataram a diminuição da CIA associada à supressão de citocinas pró-inflamatórias (por exemplo, TNF-α, IL-1β e IL-6) através do tratamento de ratos com extratos de chá verde, romã ou Plectranthus amboinicus . Um efeito semelhante foi observado in vitro com Moutan córtex. Em 3 estudos separados em AA usando diferentes produtos vegetais naturais, nomeadamente, Celastrus , chá verde e HLXL , observámos que cada um destes três produtos herbais induziu protecção contra AA juntamente com uma relação Th1/Th2 alterada. Este último efeito foi causado principalmente por um aumento da IL-10 enquanto que a IFN-γ permaneceu inalterada. Enigmaticamente, também foi observado que citocinas pró-inflamatórias Th1 como IFN-γ e TNF-α podem exibir duplo papel como citocinas inflamatórias e imunossupressoras. Por exemplo, a supressão da inflamação pelo IFN-γ foi observada em AA . Portanto, alterações induzidas por CAM à base de ervas no nível de certas citocinas com dupla função precisam ser avaliadas com cautela.

8. T-Helper 17 (Th17) Cells Mediate Inflammation and Tissue Damage in Arthritis

Th17 cells secrette IL-17, which has been shown to be involved in inflammatory and autoimmune diseases . O subconjunto Th17 de células T é distinto das células Th1 e Th2, e a diferenciação das células Th17 é induzida pela exposição simultânea a TGF-β e IL-6 . O receptor gama-t relacionado com ácido retinóico (RORγt) é o fator de transcrição necessário para a diferenciação das células Th17. As células IFN-γ, IL-2, IL-4 e IL-27 demonstraram inibir a atividade das células Th17, enquanto a IL-21 e a IL-23 são importantes para a expansão e estabilização clonal (manutenção) das células Th17 . A IL-17 tem sido implicada na patogênese de doenças auto-imunes, inclusive artrite . Foram encontradas grandes quantidades de IL-17 no líquido sinovial de pacientes com AR. O bloqueio in vivo da IL-17 por receptores solúveis de IL-17 ou por anticorpos anti-IL-17 neutralizantes pode atenuar significativamente a artrite em roedores . Além disso, descobriu-se que ratos com deficiência de receptores de IL-17 ou IL-17 são resistentes à indução da CIA.

Na seção anterior, resumimos os resultados de nossos estudos anteriores mostrando que uma mudança na proporção Th1 para Th2 induzida por produtos vegetais naturais estava associada à redução da severidade de AA em ratos Lewis . Em dois desses estudos, também testamos a resposta à IL-17. É importante ressaltar que a alimentação de ratos com chá verde ou HLXL levou a uma redução significativa da resposta à IL-17. Assim, as mudanças simultâneas na relação Th1/Th2 e na resposta à IL-17 culminaram em uma atividade antiartrítica benéfica do chá verde e HLXL.

9. Quimiocinas e Moléculas de Adesão Orquestrar a Migração de Leucócitos para o Órgão Alvo na Artrite

A migração de linfócitos, macrófagos e outras células do sangue para as articulações é orquestrada por interações definidas mediadas por quimiocinas e moléculas de adesão . As quimiocinas são citocinas quimiotrativas que dirigem a migração de leucócitos da luz dos vasos sanguíneos para o local alvo da inflamação na periferia. A expressão das quimiocinas e dos seus receptores é influenciada pelas citocinas e outros mediadores inflamatórios. A expressão desregulada de quimiocinas e/ou seus receptores pode levar à patologia imunológica. O bloqueio ou neutralização destas moléculas através de antagonistas ou anticorpos está sendo explorado para o tratamento da artrite em modelos experimentais e pacientes com AR. Assim, o estudo dos níveis de expressão de diferentes quimiocinas e moléculas de adesão, e o bloqueio destas biomoléculas por reagentes apropriados pode servir como uma ferramenta importante para definir os mecanismos de ação dos produtos CAM que têm atividade antiartrítica.

Muitos produtos à base de ervas têm sido relatados para modular a expressão de quimiocinas específicas em diferentes tecidos , e muitas destas quimiocinas são relevantes para o tráfico de leucócitos para as articulações em artrite também . Em um de nossos estudos, relatamos um método simples para estudar a migração in vivo de leucócitos marcados com radiolocitos in vivo. Também mostramos uma clara associação entre a cinética da migração de leucócitos através das articulações e a suscetibilidade a AA . O radiolabel pode ser substituído por um corante fluorescente conforme necessário para o uso futuro de tais ensaios em estudos CAM.

10. Observações Finais

Este trabalho está focado nos mecanismos imunológicos celulares e humorais que medeiam a ação de uma grande variedade de CAM à base de ervas para o tratamento da artrite auto-imune experimental. No entanto, produtos naturais podem contribuir para a supressão da inflamação e processos artríticos através da alteração de mediadores moleculares específicos destas vias. Por exemplo, a atividade antiartrítica de vários compostos (chá polifenóis, ácido boswelico, morina, etc.) purificados de produtos naturais tem sido atribuída em parte à sua atividade antioxidante e à sua ação sobre o fator nuclear-kB (NF-kB), ciclooxigenase-2 (COX-2), 5-lipoxigenase (5-LOX), e metaloproteinases de matriz (MMPs) (revisado em ). Portanto, estudos futuros sobre produtos herbais se beneficiariam da inclusão de parâmetros de teste que abrangem aspectos patológicos, imunológicos, bioquímicos e relacionados à biologia molecular do processo da doença. Para aspectos imunológicos, esperamos ver mais estudos de CAM tanto in vitro como in vivo sobre as citocinas mais recentes (por exemplo, o eixo IL-17/IL-23) e o Treg. Além disso, o estudo da genômica e proteômica das CAM é representativo de várias ferramentas modernas de pesquisa cujo investimento na pesquisa de CAM está atualmente em andamento. Isso, por sua vez, não só aumentaria a profundidade e o escopo das investigações sobre a pesquisa de CAM, mas também forneceria uma interface onde a CAM e a medicina convencional poderiam encontrar uma base comum para compreender os mecanismos de ação dos produtos terapêuticos e sua utilização prática para o benefício final dos pacientes. É bastante difícil prever com certeza os produtos naturais ou compostos que podem acabar como agentes terapêuticos de sucesso para a AR. No entanto, com base nos resultados obtidos a partir de modelos animais de AR, bem como na delineação de múltiplos alvos imunológicos e moleculares dos produtos à base de ervas indicados, encontramos os polifenóis de chá, Celastrol, Triptolide, Curcumina, Ácidos Boswelicos e HLXL como promissores candidatos a mais ensaios pré-clínicos e clínicos em AR.

Avalores

Os autores agradecem Hua Yu, Ying-Hua Yang, e Steva Komeh-Nkrumah pela sua crítica e sugestões, e Siddaraju Nanjundaiah pela sua ajuda com as obras de arte. Este trabalho foi apoiado por Grants (R01AT004321, P.I.: KDM, e PO1 AT002605, P.I.: BMB) do National Center for Complementary and Alternative Medicine, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA.