Efeito da Suplementação Enriquecida com Gama Tocoferol na Resposta ao LPS Inalado (Vitalps)

FUNDO:

A asma alérgica (AA) é a doença respiratória mais comumente encontrada em crianças e adultos nos Estados Unidos e é uma das principais causas de morbidade em todo o mundo. Entre as expressões mais perturbadoras da doença na AA está a exacerbação aguda da asma. O Centro de Controle de Doenças lista os poluentes do ar ambiente e a fumaça ambiental do tabaco entre os gatilhos mais comuns para a exacerbação aguda da asma. O ozônio (O3) é o poluente do ar ambiente mais comumente encontrado nos EUA. A endotoxina (ou lipopolissacarídeo ou LPS) é um componente dos bioaerossóis encontrados tanto no ambiente interno quanto externo, é um componente da fumaça do tabaco e aumenta em ambientes internos onde os fumantes vivem. O LPS também é um componente da poluição do ar por partículas grossas e finas.

ESTRESSE OXIDATIVO E ASMA:

Aumento do estresse oxidativo e diminuição da capacidade antioxidante foram observados em asmáticos. Esses poluentes são pró-inflamatórios e estão associados ao aumento do estresse oxidativo, o que exacerbaria a lesão induzida por espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (ROS e RNS) em asmáticos. O3 lesa as células epiteliais, liberando mediadores secundários que ativam as células inflamatórias, em parte pela ligação do Toll-Like Receptor 4 (TLR4), o receptor primário do LPS. A ativação do TLR4 de células inflamatórias ativa o Fator Nuclear-kB (NF-kB) e induz o estresse oxidativo. O3 e LPS têm sido associados à exacerbação da asma, e relatamos que O3 e LPS aumentam a inflamação alérgica das vias aéreas em asmáticos alérgicos (AA). O desenvolvimento de intervenções para mitigar essas respostas diminuirá muito a morbidade da doença.

Dado o papel que os oxidantes desempenham na fisiopatologia da exacerbação da asma, defeitos nos níveis de antioxidantes aumentariam o risco de exacerbação aguda da asma. Deficiências nutricionais em vitamina E, ascorbato e selênio têm sido associadas à gravidade da asma, e os asmáticos têm níveis reduzidos de antioxidantes no fluido das vias aéreas. Nós e outros mostramos que as vitaminas C e E estão diminuídas nos fluidos das vias aéreas de asmáticos. Além disso, fatores genéticos podem aumentar o risco de exacerbação da asma induzida por oxidantes. Muitos investigadores relataram que pessoas homozigotas para o polimorfismo nulo do gene Glutationa-S-Transferase Mu1 (GSTM1) e incapazes de produzir a proteína GSTM1 (o genótipo nulo GSTM1) têm risco aumentado de exacerbação aguda da asma induzida por poluentes. Mostramos em voluntários saudáveis ​​que o genótipo nulo GSTM1 está associado ao aumento da resposta inflamatória ao O3, sem impacto na resposta nociceptiva a esse poluente. Também mostramos que os voluntários nulos de GSTM1 melhoraram as vias aéreas e a inflamação sistêmica após o desafio com LPS.

Outros mostraram que o genótipo nulo GSTM1 está associado ao aumento da resposta ao fumo passivo do tabaco, escape de diesel e outros componentes do material particulado. Romieu et al demonstraram que crianças com asma na Cidade do México tinham maior suscetibilidade a exacerbações induzidas por O3 se tivessem o genótipo nulo GSTM1. Este grupo também descobriu que os AAs nulos para GSTM1 se beneficiaram seletivamente da intervenção antioxidante. O genótipo nulo GSTM1 é encontrado em 20-40% da população e pode estar super-representado em populações alérgicas. Tomadas em conjunto, essas observações mostram que a considerável população nula de GSTM1 está em risco de doença das vias aéreas induzida por poluentes e que a intervenção antioxidante visando a ação de ROS e RNS beneficiará os asmáticos e especialmente os asmáticos nulos de GSTM1.

ANTIOXIDANTES E ASMA:

Uma lista não exclusiva de antioxidantes propostos inclui sequestradores de radicais, como ascorbato, a-tocoferol (aT), y-tocoferol (yT) ou indutores do fator de transcrição do elemento de resposta do gene antioxidante NRF2, que ativam o NRF2 com subsequente ampla regulação positiva da fase aguda II e proteínas antioxidantes. Esses agentes estão disponíveis em alimentos naturais e como suplementos nutricionais. Uma série de estudos epidemiológicos, de cultura de células e animais apóiam a ideia de que a suplementação com antioxidantes é útil na doença alérgica das vias aéreas. No entanto, apesar desses estudos e do amplo entusiasmo público e científico em relação ao uso de tais agentes em asmáticos, existem poucos dados humanos para apoiar ou refutar o uso de tais intervenções para doenças alérgicas agudas ou crônicas das vias aéreas. É crucial que estudos humanos adequados e bem desenhados avaliem o papel dos antioxidantes na asma alérgica para confirmar sua eficácia ou refutar as alegações de que são intervenções eficazes, seguras e de baixo custo para doenças alérgicas.

GAMA TOCOFEROL E ASMA:

O gama-tocoferol tem ações de eliminação de radicais e anti-inflamatórias que podem desempenhar papéis importantes na diminuição de lesões alérgicas e induzidas por poluentes nas vias aéreas.

Como outras isoformas de vitamina E, yT é um potente eliminador de ROS e também um poderoso nucleófilo que retém eletrófilos como o peroxinitrito em compartimentos lipofílicos. Um mecanismo pelo qual y-T é citoprotetor é a eliminação de RNS na posição C-5 não substituída no anel hidroxicromano de y-T para formar 5-NO-y-tocoferol (5-NO-yT). No geral, a vitamina E fornece proteção geral do DNA, lipídios e proteínas do estresse radical. Um exemplo dessa proteção é mostrado em estudos de câncer de próstata em roedores, nos quais a ingestão de yT está associada à diminuição da metilação do DNA de regiões ricas em CpG do NRF2. NRF2 é um regulador mestre de numerosas enzimas antioxidantes citoprotetoras.

A suplementação com yT também previne a nitração de proteínas e atenua a perda de vitamina C no plasma em um modelo de inflamação de peritonite em roedores. Nosso grupo também mostrou que yT inibe ciclo-oxigenase-2 (COX-2) e 5-lipoxigenase (5-LO) em macrófagos estimulados por LPS e células epiteliais estimuladas por interleucina (IL)-1b. Essas ações são mediadas principalmente pelo metabólito yT 2, 7, 8-trimetil-2S-(.-carboxietil)-6-hidroxicromano (y-CEHC) que requer hidroxilação do grupo y-metil de yT pelo citocromo P450 (CYP450). Na inflamação induzida por carragenina em ratos Wistar machos, o yT diminui a produção de prostaglandina (PGE2) e leucotrieno (LTB4), sugerindo que a produção de leucotrienos mediada por 5-LO também pode ser inibida pelo yT. Tocoferóis, incluindo yT, também modulam a expressão gênica de vários genes inflamatórios. Assim, yT e outros tocoferóis diminuem a produção de várias citocinas pró-inflamatórias no nível transcricional.

Em animais, também mostramos que o gama-tocoferol reduz a eosinofilia basal nas vias aéreas. Em nossos estudos iniciais de fase I de tocoferóis mistos enriquecidos com gama-tocoferol (gT-mT), mostramos que gT-mT inibe a produção de citocinas induzida por monócitos, diminui o estresse nitrosativo basal e inibe o influxo de eosinófilos e neutrófilos LPS em voluntários saudáveis.

RESUMO:

Existe uma opinião generalizada de que os nutrientes antioxidantes como o gama-tocoferol (yT, uma forma de vitamina E) são uma intervenção inexplorada e barata para a asma aguda desencadeada pelo ambiente. No entanto, há uma lacuna crucial no suporte baseado em evidências de tais intervenções na asma. A falta de pesquisa coordenada avaliando regimes antioxidantes específicos de estudos pré-clínicos, fase I e fase II impede o desenvolvimento de ensaios antioxidantes de fase III em populações asmáticas. Também não está claro quais parâmetros fisiológicos são mais relevantes em tais estudos. Este projeto se concentra em estudos de fase II de yT em AA com base em nossos estudos pré-clínicos e de fase I. Para este protocolo, testaremos a hipótese de que um suplemento de gama-tocoferol irá basear os números de eosinófilos no escarro das vias aéreas de asmáticos (objetivos específicos 1) e (objetivo específico 2) inibir a inflamação das vias aéreas induzida por LPS em asmáticos alérgicos leves.

Os investigadores também farão uma avaliação exploratória do impacto específico do genótipo nulo GSTM1 na resposta ao LPS e efeito da suplementação enriquecida com tocoferol gama nesta resposta.

Se o gama-tocoferol diminuir a resposta induzida por LPS em asmáticos, isso forneceria uma prova de conceito de que esse agente seria uma intervenção útil para a asma, confirmando a necessidade de um estudo de fase III de suplementos enriquecidos com gama-tocoferol como tratamento para asma.