Uma lesão leve, uma infecção grave ou até mesmo a gripe podem levar o corpo por caminhos muito diferentes. Algumas pessoas se recuperam rapidamente, enquanto outras adoecem gravemente ou até morrem. Os cientistas chamam esse percurso de trajetória da doença, que pode ser moldada por vários fatores, incluindo idade, sexo, histórico de saúde e biologia.
No Instituto Salk, Janelle Ayres, PhD, passou anos estudando por que as respostas das pessoas a doenças e lesões variam tanto. Seu trabalho se concentra em como o corpo pode ser direcionado para longe da doença e da morte, e em direção à recuperação e sobrevivência.
Inflamação e Sobrevivência em Doenças
A inflamação é frequentemente uma força motriz por trás da deterioração do corpo durante infecções e lesões. Ela é essencial para a proteção, pois alerta o sistema imunológico e traz células imunes para onde são necessárias. No entanto, quando a inflamação se torna excessiva, pode danificar os tecidos e contribuir para a morte.
Como as infecções podem desencadear uma inflamação especialmente prejudicial, a equipe do Salk estudou camundongos infectados. Eles descobriram que adicionar o aminoácido metionina à dieta dos animais os protegia de emagrecimento, problemas na barreira hematoencefálica e morte relacionada à inflamação.
O benefício surgiu por uma rota inesperada. A metionina melhorou a filtração renal, mostrando que os rins podem desempenhar um papel maior do que se pensava anteriormente na ajuda ao corpo para passar da infecção à recuperação.
Os achados, publicados na Cell Metabolism, sugerem que pequenas mudanças na nutrição podem influenciar fortemente os desfechos das doenças. A suplementação com 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 desfechos das doenças,” diz a autora sênior Ayres, professora e detentora da Cadeira de Legado do Instituto Salk, além de Investigadora do Instituto Médico Hughes. “Nossa descoberta de um mecanismo guiado pelos rins que limita a inflamação, juntamente com os efeitos protetores da suplementação de metionina em camundongos, aponta para a possibilidade da nutrição como uma intervenção médica informada mecanicamente que pode direcionar e otimizar os caminhos que as pessoas tomam em resposta a insultos que causam doenças.”
Funcionamento da Inflamação
A inflamação é a reação do sistema imunológico a uma ameaça. Essa ameaça pode ser um patógeno dentro do corpo ou algo tão simples quanto uma farpa. As células imunológicas se movem 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 a inflamação em um equilíbrio cuidadoso. Pouca inflamação pode falhar em controlar uma ameaça, enquanto muita pode prejudicar tecidos saudáveis. Grande parte da pesquisa nesta área tem se concentrado em como as respostas imunológicas são ligadas ou desligadas.
A equipe de Ayres está examinando uma questão diferente. Em vez de 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. Nosso trabalho é descobrir os mecanismos que ele utiliza para fazer isso, para que possamos direcioná-los a melhorar os resultados dos pacientes.”
Metionina e Filtração Renal
Para investigar como o corpo gerencia os níveis de citocinas, os pesquisadores usaram um modelo de camundongo de inflamação sistêmica causada pelo patógeno Yersinia pseudotuberculosis.
Uma das primeiras mudanças que observaram foi a diminuição do apetite nos camundongos infectados, o que sugeriu que o metabolismo dos animais havia mudado. Para entender melhor seu estado nutricional, os pesquisadores mediram aminoácidos circulantes no sangue. Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas e apoiam a função celular saudável em todo o corpo.
Os camundongos infectados apresentaram baixos níveis de metionina, um aminoácido essencial que as pessoas normalmente obtêm por meio da alimentação. Troha então forneceu a outro grupo de camundongos ração suplementada com metionina. Inesperadamente, esses camundongos foram protegidos da infecção.
Experimentos adicionais revelaram que a metionina reduzia os níveis de citocinas no sangue ao agir através dos rins. Ela aumentou a capacidade de filtração dos rins, melhorou o fluxo sanguíneo e ajudou o corpo a remover citocinas pró-inflamatórias pela urina.
Importante, esse processo limpou citocinas extra sem interferir em outras partes importantes da resposta imunológica.
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 outras configurações de doenças inflamatórias.
Nutrição, Rins e Recuperação
Quando os cientistas do Salk adicionaram metionina às dietas dos camundongos infectados, os animais seguiram uma trajetória de doença muito diferente. A função renal melhorou, e eles foram protegidos de emagrecimento, disfunção da barreira hematoencefálica e morte. Ao mesmo tempo, eles permaneceram capazes de combater e eliminar a Yersinia pseudotuberculosis.
Os resultados de modelos de sepse e lesão renal sugerem que o efeito pode se estender além de uma infecção. Isso aponta para a metionina como uma possível ferramenta para doenças infecciosas e condições inflamatórias, especialmente em pessoas com doença renal, insuficiência renal ou aquelas que estão em diálise.
“Nossos achados acrescentam a um crescente corpo de evidências de que elementos dietéticos comuns podem ser usados como medicina,” diz 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 ser que um dia algo tão simples quanto um suplemento no jantar faça a diferença entre a vida e a morte de 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 neste estudo isoladamente.
Estudos futuros investigarão mais de perto como a metionina funciona, se outros aminoácidos podem produzir efeitos semelhantes ou complementares, e como os achados podem ser traduzidos para seres 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 um Grant de Colaboração, também por um Prêmio Salk Innovator, Instituto Médico Howard Hughes, Bolsas de Estudo do Pioneer Fund para Pesquisadores Pós-Doutorais, bem como pelo National Institutes of Health (AI144249, AI14929), Keck Foundation, NOMIS Foundation e Lowry Medical Research Institute.
