SRO com adição de isoleucina em crianças com diarreia

Globalmente, a diarreia ainda é responsável por 1,6 a 2,5 milhões de mortes anualmente, e as crianças no mundo em desenvolvimento apresentam uma média de 3 episódios de diarreia a cada ano. Apesar do declínio na mortalidade por diarréia, ela continua sendo uma das principais causas de morbidade e morte na infância [1]. A prevenção da desidratação usando fluidos caseiros apropriados ou solução de SRO e a correção da desidratação usando solução de SRO ou fluido intravenoso, conforme indicado, seguida pela manutenção da hidratação usando solução de SRO, juntamente com a continuação da alimentação habitual, incluindo a amamentação, são os elementos mais importantes do manejo da crise aguda diarréia. A terapia antimicrobiana é recomendada no tratamento de algumas diarreias etiológicas específicas, como cólera grave, shigelose, amebíase intestinal invasiva e giardíase sintomática. O custo da terapia e, mais importante, o surgimento de patógenos resistentes são as principais preocupações da terapia antimicrobiana para diarreia e outras infecções bacterianas.

ORS desempenha um papel importante no tratamento de doenças diarreicas; entretanto, não reduz a gravidade nem a duração da diarreia, suas principais limitações. Esforços continuam para superar essas limitações desenvolvendo novas formulações e mecanismos de entrega, por ex.

1. Alterar/substituir os substratos (por exemplo, adição de alanina ou glicina à glicose ou substituição da glicose por multodextrina e pó de arroz)
2. Reduzindo a concentração de glicose e sódio e, portanto, a osmolaridade da solução de SRO.

Alanina/glicina e pó de arroz contendo SRO demonstraram alguma redução na produção de fezes [2-5]. No entanto, nenhuma das formulações desenvolvidas e testadas até agora demonstrou qualquer efeito benéfico na duração da diarreia. Da mesma forma, a SRO com osmolaridade reduzida tem algum efeito benéfico na redução da produção de fezes e vômitos e na redução da falha da TRO principalmente em crianças com diarreia não colérica, mas não teve nenhum efeito na duração da diarreia [6]. A Organização Mundial da Saúde (OMS) e o Fundo das Nações Unidas para a Infância (UNICEF) recentemente recomendaram o uso rotineiro de SRO de osmolaridade reduzida no tratamento de doenças diarreicas [7]; no entanto, há escopos para melhorar ainda mais sua eficácia.

Peptídeos antimicrobianos e imunidade inata

Peptídeos antimicrobianos representam um componente importante das defesas imunes inatas de organismos que vão desde plantas a insetos e humanos. Eles são agentes tensoativos de amplo espectro que matam micróbios formando poros em suas membranas. A maioria tem amplo espectro de atividades contra bactérias, vírus e fungos. Em mamíferos, duas classes principais de peptídeos antimicrobianos foram descritas - defensinas e catelicidinas (LL-37). As defensinas são uma subclasse de peptídeos antimicrobianos e, em mamíferos, estão presentes em grânulos de neutrófilos, onde são necessárias para a morte não oxidativa de micróbios fagocitados [8]. Agora está bem estabelecido que as defensinas também são produzidas em praticamente todas as superfícies epiteliais dos mamíferos, incluindo as da pele, vias aéreas, intestino e trato urogenital [9, 10]. A expressão de algumas defensinas epiteliais é constitutiva e contribui para uma barreira antimicrobiana não inflamatória na superfície epitelial. Outras defensinas são induzíveis e altamente expressas em locais de inflamação ou infecção [9, 11, 12]. O comprometimento das funções da defensina aumenta a suscetibilidade à infecção das vias aéreas na fibrose cística [13] e aumenta a infecção por Salmonella no trato intestinal de camundongos [14]. Além de suas atividades antimicrobianas diretas, as beta-defensinas são quimiotáticas para células T de memória e células dendríticas, sugerindo que elas desempenham um papel importante na integração das respostas imunes inatas e adquiridas [15].

Os mecanismos moleculares subjacentes à indução de defensinas epiteliais permanecem amplamente inexplorados. Os receptores de reconhecimento de padrão [16] provavelmente desempenham um papel crítico neste processo, como foi demonstrado na indução mediada por CD-14 de beta-defensinas por lipopolissacarídeo bacteriano [17]. Bactérias inteiras mortas pelo calor e fungos induzem Beta-defensinas-2 humanas em queratinócitos humanos, mas a base molecular desta resposta não é compreendida [11]. Citocinas inflamatórias, como fator de necrose tumoral Alfa (TNF) e IL-10, também induzem Beta-defensinas [18, 19]. Como a indução farmacológica de defensinas nas barreiras epiteliais pode ter utilidade terapêutica, há muito tempo está em andamento uma busca por novas moléculas que possam induzir a produção de defensina epitelial, avaliada por meio de ensaios baseados em células. Foi recentemente observado que a L-isoleucina e seus análogos são indutores de Beta-defensina altamente específicos em células epiteliais [20]. Também foi observado que quando a isoleucina é administrada a animais (frango), a flora intestinal muda para as espécies probióticas, estimula as células paneth a secretar peptídeos antimicrobianos no tecido intestinal humano e causa uma mudança na flora intestinal levando a um aumento número de lactobacilos. (Manuscrito, Ashida T & M Zasloff et al) no tratamento de pacientes com doença de Crohn.

As observações anteriores sugerem um papel potencial da L-isoleucina no tratamento de infecções de tecidos mucosos, incluindo os do trato gastrointestinal.

Peptídeos antimicrobianos em infecções por Shigella

Em 2001, pesquisadores do ICDDRB e do Karolinska Institute (BA) relataram na Nature Medicine uma regulação negativa de LL-37 e beta-defensina-1 humana (HBD-1) nas células epiteliais na diarréia causada por Shigella dysenteriae tipo I e outras infecções entéricas. bactérias [21]. Essa regulação negativa poderia ser reproduzida in vitro usando as linhagens celulares U937 de origem monócita e HT-29 de origem epitelial colônica, quando infectadas com Shigella ou DNA plasmidial derivado de Shigella. A regulação negativa pode ser um importante mecanismo de escape imune para patógenos, evitando moléculas efetoras potentes da mucosa, como peptídeos antimicrobianos. Como os fatores antimicrobianos encharcam as superfícies mucosas, é concebível que as bactérias patogênicas diminuam as defesas da linha de frente dos humanos como parte de seu processo invasivo. Portanto, uma nova abordagem será bloquear essa regulação negativa ou adotar uma abordagem terapêutica para regular positivamente a produção de antimicrobianos endógenos. Estudos recentes mostraram que os ácidos graxos de cadeia curta (SCFA) podem regular positivamente a expressão de LL-37 em células epiteliais do cólon e, entre eles, o butirato de sódio foi o melhor indutor [22, 23]. Além disso, o butirato induz a diferenciação de células do cólon que foi relatada como um determinante chave da expressão de LL-37 no epitélio do cólon humano [22]. No entanto, foi demonstrado que outras vias além das envolvidas na diferenciação celular estão envolvidas na regulação positiva de LL-37 com butirato [23]. O butirato é produzido no cólon pela fermentação da fibra dietética. Assim, existe uma ligação entre a flora intestinal normal e a expressão de antibióticos endógenos. Além disso, os SCFAs, incluindo o butirato, demonstraram reduzir os sintomas clínicos e alterar as características microbiológicas e patológicas em infecções experimentais por Shigella em modelos de coelhos [24]. Assim, é concebível uma relação entre a gravidade das infecções por Shigella e os níveis de peptídeos antimicrobianos na mucosa. A administração oral de butirato de sódio a coelhos infectados com Shigella mostrou regulação positiva de CAP-18 (homólogo de coelho de LL-37) nas células epiteliais do cólon com uma redução concomitante na carga de Shigella nas fezes e recuperação clínica (Raqib et al, manuscrito aceito ). Prevenir a regulação negativa ou aumentar a expressão de peptídeos antimicrobianos pode fornecer um tratamento alternativo na proteção de humanos e animais contra patógenos bacterianos. Esses estudos podem fornecer uma base para a manipulação terapêutica de peptídeos antimicrobianos endógenos, incluindo a expressão de LL-37 in vivo, usando substâncias dietéticas ou butirato para fortalecer a barreira de defesa epitelial. Portanto, iniciamos um estudo clínico no ICDDRB para avaliar a eficácia do enema de butirato no tratamento da shigelose.

O butirato demonstrou induzir peptídeos antimicrobianos no cólon; Contudo; não pode ser administrado por via oral como tal. Além disso, a maioria das doenças diarreicas agudas são causadas por infecção do intestino delgado. A isoleucina, um aminoácido essencial, pode ser uma alternativa razoável para aumentar a secreção de peptídeos antimicrobianos das células paneth e outras moléculas de defesa do intestino delgado superior (Manuscrito, Ashida T & M Zasloff et al). Isso pode ajudar a eliminar os patógenos, mudar a flora intestinal para uma distribuição de espécies comensais mais "normal" e melhorar a recuperação da diarreia infecciosa. Portanto, levantamos a hipótese de que o uso de solução SRO suplementada com L-isoleucina induzirá peptídeos antimicrobianos e melhorará a recuperação clínica de crianças com diarreia aquosa aguda.