Este aminoácido comum ajudou camundongos a sobreviver à inflamação mortal

No Instituto Salk, a Dra. Janelle Ayres tem se dedicado ao estudo de por que as pessoas reagem de maneira tão diversa a doenças e lesões. Seu trabalho se concentra em como o corpo pode ser orientado para longe da doença e da morte, visando a recuperação e a sobrevivência.

Inflamação e Sobrevivência em Doenças

A inflamação geralmente desempenha um papel crucial na deterioração do corpo durante infecções e lesões. Embora seja essencial para a proteção, pois alerta o sistema imunológico e leva células imunes às áreas necessárias, a inflamação excessiva pode danificar tecidos e colaborar para a morte.

Uma vez que infecções podem desencadear inflamações especialmente prejudiciais, a equipe do Salk estudou camundongos infectados. Eles descobriram que a adição do aminoácido metionina à dieta dos animais os protegia da perda de peso, problemas na barreira hematoencefálica e morte relacionada à inflamação.

O benefício veio por meio de um caminho inesperado. A metionina melhorou a filtração renal, indicando que os rins podem ter um papel mais significativo do que se pensava anteriormente na ajuda do corpo a se recuperar de infecções.

Os achados, publicados na Cell Metabolism, sugerem que pequenas mudanças na nutrição podem influenciar fortemente os desfechos das doenças. A suplementação de metionina pode ter potencial para condições inflamatórias, doenças renais, insuficiência renal e pacientes em diálise, embora mais pesquisas sejam necessárias.

“Nosso estudo indica que pequenas diferenças biológicas, incluindo fatores dietéticos, podem ter grandes efeitos nos resultados das doenças”, afirma a autora sênior Ayres, professora e titular da Cátedra Legado do Instituto Salk, além de pesquisadora do Instituto Médico Hughes. “Nossa descoberta de um mecanismo impulsionado pelos rins que limita a inflamação, juntamente com os efeitos protetores da suplementação de metionina em camundongos, aponta para o potencial da nutrição como uma intervenção médica informada mecanicamente que pode direcionar e otimizar os caminhos que as pessoas seguem em resposta a agressões que causam doenças.”

O Funcionamento da Inflamação

A inflamação é a reação do sistema imunológico a uma ameaça. Essa ameaça pode ser um patógeno no corpo ou algo tão simples quanto uma farpa. Células imunológicas se deslocam em direção ao problema e ajudam a promover a cura.

À medida que essas células imunes chegam, elas aumentam os sinais de alarme do corpo por meio de proteínas conhecidas como citocinas pró-inflamatórias.

O corpo deve manter um equilíbrio cuidadoso da inflamação. Muita inflamação pode prejudicar tecidos saudáveis, enquanto pouca inflamação pode não conseguir controlar uma ameaça. Grande parte da pesquisa nesta área focou em como as respostas imunológicas são ativadas ou desativadas.

A equipe de Ayres está examinando uma questão diferente. Em vez de se focar apenas nos interruptores imunológicos, eles estão estudando como o corpo ajusta a intensidade da inflamação controlando a liberação e o acúmulo de citocinas pró-inflamatórias.

“As citocinas pró-inflamatórias são, em última análise, o que leva à doença e à morte em muitos casos”, diz a primeira autora Katia Troha, PhD, uma pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Ayres. “O sistema imunológico precisa equilibrar a inflamação para atacar o invasor sem prejudicar células saudáveis no corpo. Nossa tarefa é descobrir os mecanismos que ele utiliza para fazer isso, para que possamos direcioná-los e melhorar os resultados dos pacientes.”

Metionina e Filtração Renal

Para investigar como o corpo gerencia os níveis de citocinas, os pesquisadores utilizaram um modelo de camundongo com inflamação sistêmica causada pelo patógeno Yersinia pseudotuberculosis.

Uma das primeiras mudanças observadas foi a diminuição do apetite nos camundongos infectados, o que sugeriu uma mudança em seu metabolismo. Para entender melhor seu estado nutricional, os pesquisadores mediram os aminoácidos circulando no sangue. Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas e sustentam a função celular saudável em todo o corpo.

Os camundongos infectados apresentavam baixos níveis de metionina, um aminoácido essencial que as pessoas normalmente obtêm através da alimentação. Troha então forneceu a outro grupo de camundongos um ração suplementada com metionina. Inesperadamente, esses camundongos foram protegidos da infecção.

Experimentos adicionais revelaram que a metionina reduziu os níveis de citocinas no sangue, atuando através dos rins. Ela aumentou a capacidade de filtração dos rins, melhorou o fluxo sanguíneo e ajudou o corpo a remover citocinas pró-inflamatórias na urina.

Importante, esse processo eliminou citocinas excessivas sem interferir em outras partes importantes da resposta imune.

A equipe também testou se a metionina tinha efeitos semelhantes em outras condições. Em modelos de sepse e lesão renal, a metionina novamente protegeu os camundongos, sugerindo que poderia ser relevante para outros contextos de doenças inflamatórias.

Nutrição, Rins e Recuperação

Quando os cientistas do Salk adicionaram metionina às dietas dos camundongos infectados, esses animais seguiram uma trajetória da doença muito diferente. Sua função renal melhorou, e eles foram protegidos da perda de peso, disfunção da barreira hematoencefálica e morte. Ao mesmo tempo, eles continuaram capazes de lutar e eliminar Yersinia pseudotuberculosis.

Os resultados dos modelos de sepse e lesão renal sugerem que a efeito pode se estender além de uma única infecção. Isso indica a metionina como uma possível ferramenta para doenças infecciosas e condições inflamatórias, especialmente em pessoas com doenças renais, insuficiência renal ou em diálise.

“Nossos achados acrescentam a um crescente corpo de evidências de que elementos dietéticos comuns podem ser utilizados como medicina”, afirma Ayres. “Ao estudar esses mecanismos protetores básicos, revelamos novas maneiras surpreendentes de direcionar indivíduos que estão fadados a desenvolver doenças e morrer para trajetórias de saúde e sobrevivência. Pode um dia ser possível que algo tão simples quanto um suplemento durante o jantar faça a diferença entre a vida e a morte para um paciente.”

Os pesquisadores enfatizam que os resultados são promissores, mas ainda não foram testados quanto à eficácia em humanos. Por esse motivo, as pessoas não devem começar a tomar suplementos de metionina com base apenas neste estudo.

Estudos futuros irão investigar mais de perto como a metionina atua, se outros aminoácidos podem produzir efeitos semelhantes ou complementares, e como os achados podem ser traduzidos para os humanos.

Outros autores incluem Shrikaar Kambhampati, Arianna Insenga e Christian Metallo do Salk.

O trabalho foi apoiado internamente por dois Prêmios Especiais Salk Women & Science e uma Bolsa de Colaboração, além de um Prêmio Salk Innovator Award, e foi financiado pelo Instituto Nacional de Saúde (AI144249, AI14929), Fundação Keck, NOMIS Foundation e Lowry Medical Research Institute.