Identificação de marcadores genéticos, imunológicos e microbianos de enterocolite associada a Hirschsprung em crianças com doença de Hirschsprung (HAEC)

Dados emergentes sugerem que o fenótipo distinto de HAEC em crianças com DH pode ser o resultado da complexa interação entre a genética do hospedeiro, a resposta imune e os gatilhos ambientais. Os dados sugerem que aproximadamente 20-30 por cento dos pacientes com HD desenvolvem HAEC. Assim, investigações multidisciplinares bem projetadas de etiologias genéticas, imunes e microbianas de HAEC, com poder suficiente para detectar diferenças no fenótipo da doença são extremamente necessárias.

O fenótipo clínico da doença de Hirschsprung de HAEC:

A doença de Hirschsprung (HD; também conhecida como megacólon aganglionar congênito) afeta 1 em 5.000 nascidos vivos [2]. A reparação cirúrgica (excisão do cólon aganglionar e passagem do intestino normalmente ganglionado para o canal anal) é tipicamente realizada em lactentes com DH durante os primeiros meses de vida [3, 4]. Um subgrupo dessas crianças com DH também desenvolverá enterocolite associada a Hirschsprung (HAEC), uma infecção potencialmente grave do intestino delgado e do cólon [5]. As crianças que desenvolvem HAEC podem apresentar febre, distensão abdominal, diarreia explosiva, vômitos, letargia e, se não forem diagnosticadas e tratadas prontamente, podem levar a sepse e morte com risco de vida. O HAEC pode ocorrer antes ou depois da cirurgia em pacientes em HD. Houve relatos muito variados de incidência de HAEC variando de 15-50% pré-cirurgia a 2-30% pós-cirurgia. A falta de definição clara dos critérios de HAEC é pelo menos parcialmente responsável por essa variação significativa na incidência relatada [6, 7]. Uma definição padronizada de HAEC foi recentemente desenvolvida e publicada em 2009[1]. O escore HAEC consiste nos critérios diagnósticos clínicos mais importantes para HAEC identificados por um grupo de especialistas internacionais usando o método Delphi. A validação preliminar com cenários de caso foi alcançada e o escore HAEC agora pode ser usado como uma medida de resultado padronizada e reprodutível para estudos futuros em crianças com doença de Hirschsprung. Agora é possível realizar estudos rigorosos das diferenças genéticas, imunológicas e microbianas em pacientes de HD que desenvolvem HAEC em comparação com crianças com HD que não desenvolveram HAEC.

Variação genética: Atualmente, existem 10 genes diferentes identificados (RET, GDNF, NTN, EDNRB, ET3, ECE-1, SOX10, ZFHX1B, PHOX2B, NGR1) em indivíduos afetados pela doença de Hirschsprung isolada ou sindrômica. O gene RET desempenha um papel crítico no desenvolvimento de ENS e mutações no gene RET foram encontradas em 7-35% dos casos esporádicos e aproximadamente 50% dos casos familiares. EDNRB e ET3 representam, cada um, aproximadamente 5% dos pacientes com DH e também são responsáveis ​​pela Síndrome de Shah-Waardenberg. Mutações em cada um dos 7 genes restantes foram encontradas em um pequeno número de pacientes de HD isolados e sindrômicos [8].

A via de sinalização da tirosina quinase RET desempenha um papel importante na migração do ENS, juntamente com seus ligantes GDNF e NTN. O receptor acoplado à proteína G EDNRB junto com seu ligante ET3 e a enzima de clivagem da endotelina ECE-1 forma uma via de sinalização separada importante no desenvolvimento do ENS. As vias de sinalização RET e EDNRB parecem interagir com um efeito aditivo através de um mecanismo ainda a ser descrito. PHOX2B é um regulador transcricional do gene RET e SOX10 parece ser um regulador transcricional dos genes RET e EDNRB. A complexa regulação dos genes em cada via, combinada com a sinalização cruzada entre as vias e os efeitos na migração do ENS é objeto de investigações em andamento [8, 9].

O pensamento atual é que, embora alguns pacientes com DH tenham uma única mutação suficiente para causar DH, muitos pacientes provavelmente têm mutações mais fracas em múltiplos genes de suscetibilidade à DH que, juntos, são suficientes para causar DH [8, 9]. Embora tenha havido intenso estudo da genética da DH ao longo de muitos anos, nenhuma atenção foi dada às possíveis etiologias genéticas do HAEC. Até o momento, a influência do genótipo no fenótipo HAEC recebeu pouca atenção, proporcionando assim mérito adicional para esta proposta.

Marcadores imunológicos e fenótipos HAEC:

Uma hipótese é que HAEC pode resultar de diferentes respostas imunes a antígenos microbianos em pacientes em HD, como foi encontrado em pacientes com doença inflamatória intestinal. Anticorpos para a porina C da membrana externa de E. coli (OmpC), a proteína relacionada a CD de Pseudomonas fluorescens (I2), anti CBiR1 (anti-flagelina), bem como Saccaromyces cerevisiae (ASCA) e autoantígenos, anticorpo antineutrófilo perinuclear ( pANCA) são conhecidos por serem elevados em pacientes diagnosticados com doença de Crohn (DC) e colite ulcerosa (CU). Padrões estabelecidos de elevação desses anticorpos servem como ferramentas muito importantes no estabelecimento do diagnóstico de DII, bem como na distinção de pacientes com CU daqueles com DC.

Por outro lado, o HAEC é um distúrbio inflamatório intestinal relativamente pouco estudado em crianças com características clínicas semelhantes à DII pediátrica. No momento, pouca atenção tem sido dada à exploração das semelhanças nas respostas imunes em pacientes com HAEC para pacientes com DII. Nosso objetivo é medir um painel de anticorpos usados ​​rotineiramente para pacientes com DII e comparar pacientes em HD com e sem HAEC. Um ou mais níveis de anticorpos podem servir como um biomarcador para pacientes em HD com risco de desenvolver HAEC.

Fatores microbianos:

Os dados sugerem que populações microbianas intestinais alteradas podem ser parcialmente responsáveis ​​pelo desenvolvimento de HAEC em pacientes suscetíveis em HD. A maioria dos estudos se concentrou em Clostridium difficile, porque dois grupos relataram aumento da frequência de C. diff. fezes positivas para toxina em pacientes em HD com HAEC em comparação com aqueles sem HAEC.[10, 11] Outros grupos subsequentemente relataram frequências muito baixas de C. diff. positividade da toxina em seus pacientes com HAEC, questionando assim o papel de C. diff. desempenha na patogênese da HAEC.[12] Outros investigadores encontraram E. coli, C. diff. e Cryptosporidium aderente aos enterócitos em exames histológicos de biópsias de cólon de pacientes com HAEC.[5] Esses achados indicam uma brecha na camada protetora de gel mucoso que cobre a superfície luminal do cólon, levando à invasão da barreira epitelial. Tomados em conjunto, esses estudos sugerem que a interação intestino-microbiana pode ser importante na patogênese da HAEC.

Além disso, o estudo das interações microbianas do intestino que levam ao desenvolvimento de HAEC pode ser melhor realizado no paciente pediátrico, pelo qual as influências dos constituintes microbianos fecais do hospedeiro são mais facilmente elucidadas. Portanto, a pesquisa não deve deixar de identificar outros patógenos criticamente importantes por um foco muito estreito apenas em patógenos conhecidos que residem nas correntes fecais do cólon no hospedeiro geneticamente suscetível. Além disso, a caracterização da microflora intestinal (ou seja, fluxos fecais) e a avaliação de risco de crianças com DH podem ser feitas de maneira ideal com uma avaliação cuidadosa de ambos os componentes - hospedeiro e micróbio no caso índice. A confirmação ou refutação bem-sucedida de hipóteses infecciosas requer o emprego de ferramentas diagnósticas válidas. Investigações sistemáticas sobre potenciais etiologias infecciosas ou desencadeadores normais da flora entérica de HAEC parecem, portanto, biologicamente plausíveis e altamente justificadas.

A Universidade de Michigan conduzirá análises metabolômicas de fezes em crianças com doença de Hirschsprung. A análise é focada em ácidos graxos metabolizados por bactérias e leveduras no cólon. A técnica usará uma abordagem GC-MASS SPEC para avaliar ácidos graxos pró-inflamatórios versus anti-inflamatórios nas fezes de crianças com e ou sem enterocolite associada a Hirschsprung.