Prevendo necrose pancreática usando mitDNA

A pancreatite aguda (PA) é uma inflamação do pâncreas que pode se tornar uma doença fatal ou levar a complicações graves. É caracterizada clinicamente por dor abdominal e aumento dos níveis de enzimas pancreáticas no sangue ou na urina. Migração de cálculos biliares e abuso de álcool são os dois principais fatores de risco para AP em humanos. De acordo com a classificação atualizada de Atlanta, a PA é geralmente dividida em pancreatite leve, moderada ou grave de acordo com a presença ou ausência de falência de múltiplos órgãos (FMO) ou complicações locais ou sistêmicas . A pancreatite leve tem um bom prognóstico com rápida recuperação. As consequências tardias da PA incluem função pancreática exócrina prejudicada e tolerância à glicose, diabetes e desenvolvimento de pancreatite crônica. A PA moderadamente grave é caracterizada pela presença de falência transitória de órgãos, complicações locais ou exacerbação de doença comórbida. Cerca de um terço dos pacientes com PA desenvolve pancreatite necrotizante grave com MOF persistente e alta taxa de mortalidade. Os principais objetivos no manejo clínico da PA são a ressuscitação volêmica adequada e a prevenção da MOF. Ambos os fatores genéticos e ambientais afetam o desenvolvimento e a gravidade da pancreatite.

Embora os mecanismos patogênicos permaneçam amplamente desconhecidos, evidências crescentes sugerem que as moléculas de padrão molecular associadas ao dano (DAMPs) desempenham um papel central na patogênese da AP. Os DAMPs ligam o dano tecidual local à síndrome de resposta inflamatória sistêmica (SIRS), que, se grave ou sustentada, pode levar a MOF subsequente e até à morte. A maioria dos DAMPs são reconhecidos por receptores de reconhecimento de padrões citosólicos e ligados à membrana (PRRs) expressos por tipos de células imunes e não imunes. Isso desencadeia a sinalização a jusante e se manifesta como inflamação estéril.

O desenvolvimento da PA envolve uma complexa cascata de eventos, que começa com lesão ou ruptura dos ácinos pancreáticos, que então permite o vazamento de enzimas pancreáticas ativas, incluindo enzimas amilolíticas, lipolíticas e proteolíticas que destroem os tecidos locais. Isso resulta em edema, dano vascular, hemorragia e morte celular. Além do estresse oxidativo e da sobrecarga de cálcio, a hipotensão e o baixo pH acinar contribuem para esses processos de iniciação. Após a produção inicial de enzimas pancreáticas ativas, ocorre morte celular local e inflamação sistêmica.

As mitocôndrias, as fábricas de energia das células, regulam a morte das células pancreáticas por meio do controle da produção de trifosfato de adenosina (ATP) e espécies reativas de oxigênio (ROS), além de cálcio . A disfunção da captação e efluxo de cálcio mitocondrial, incluindo a elevação do cálcio citosólico do retículo endoplasmático, pode causar sobrecarga de cálcio mitocondrial, o que leva à geração aumentada de ROS mitocondrial e permeabilização da membrana mitocondrial. A lesão oxidativa mediada pela disfunção mitocondrial resulta em estresse do retículo endoplasmático, dano lisossômico e liberação de proteases (por exemplo, catepsina e tripsina) para degradar as proteínas citosólicas que causam a morte das células acinares pancreáticas. Células acinares pancreáticas mortas, moribundas e feridas liberam conteúdos intracelulares, incluindo DAMPs (por exemplo, caixa de grupo 1 de alta mobilidade [HMGB1], DNA, histonas e ATP), que por sua vez promovem a infiltração de várias células imunes (por exemplo, neutrófilos , monócitos e macrófagos) e ativação de vias de sinalização inflamatórias.

A gravidade da PA experimental correlaciona-se com a extensão e o tipo de lesão celular e morte. Embora existam múltiplas formas de morte celular em condições fisiológicas e patológicas, a necrose e a apoptose são os tipos mais estudados na PA clínica e experimental. As células necróticas são capazes de ativar respostas pró-inflamatórias e imunoestimulantes pela liberação de DAMPs e outras moléculas, enquanto a apoptose é geralmente considerada imunologicamente silenciosa porque o conteúdo citoplasmático é empacotado em corpos apoptóticos e esses fragmentos celulares ligados à membrana são rapidamente absorvidos e degradados por fagócitos ou autofagia .

Por que o sistema imunológico está tão preocupado com a morte celular? A noção atual é que os DAMPs liberados ou expostos de células moribundas ou mortas contribuem para respostas inflamatórias e imunes para remover células mortas e iniciar a cicatrização do tecido. A falha desse mecanismo de controle pode levar a inflamação descontrolada e doenças graves, como sepse, artrite, aterosclerose, lúpus e câncer.

As mitocôndrias são agora reconhecidas não apenas como atores centrais na morte celular, mas também como uma importante fonte de DAMPs. mit-DAMPs, incluindo mitDNA, peptídeos N-formil, fator de transcrição A (TFAM, um homólogo HMGB1 mitocondrial) e ROS, desempenham papéis emergentes na inflamação pela ativação de neutrófilos, monócitos e macrófagos.

O curso clínico da PA é geralmente leve; no entanto, quase 25% dos pacientes evoluem para PA grave (SAP), que consiste em falência de órgãos e/ou necrose pancreática (PNec). Embora avanços no diagnóstico e tratamento tenham sido feitos, a PA continua sendo um importante problema de saúde para a sociedade, PNec é uma complicação importante da PA que se manifesta como parênquima não opacificado com contraste intravenoso, identificado por meio de tomografia computadorizada com contraste (CECT). Pacientes com PNec são mais propensos a desenvolver infecção pancreática e sofrem maior risco de mortalidade. Atualmente, os exames de CECT continuam sendo o "padrão ouro" para o diagnóstico clínico de PNe. No entanto, a extensão do PNec é melhor observada cerca de 3 dias após a apresentação da doença e pode não ser detectada na tomografia computadorizada inicial. Além disso, a TC repetida não é conveniente para monitorar alterações na necrose, principalmente para aqueles que estão recebendo ventilação mecânica ou hemofiltração.

Múltiplos preditores têm sido usados ​​alternativamente para predição, detecção e monitoramento precoce de PNec. Estes incluem sistemas de pontuação clínica e biomarcadores circulantes. Os sistemas de pontuação Ranson e APACHE II são amplamente utilizados, embora complexos e demorados. Recentemente, o papel de biomarcadores circulantes, como níveis de pico de creatinina, proteína C reativa (PCR) e leptina, tem sido investigado. Desses novos biomarcadores, apenas a PCR tem sido utilizada rotineiramente em casos de predição de PNe. É relatado que níveis de PCR superiores a 150 mg/l foram 86% sensíveis, mas apenas 46% específicos para necrose pancreática. Assim, a investigação adicional desses novos biomarcadores é necessária para melhorar ainda mais a previsão de PNec.

O DNA mitocondrial (mtDNA) é um genoma extracromossômico que ocorre na mitocôndria de células eucarióticas.

Normalmente, está estritamente contido nas mitocôndrias e não é exposto ao sistema imune inato mesmo após a celapoptose. No entanto, em momentos de morte celular provocada por estresse (por exemplo, trauma e sepse), o mtDNA é liberado na circulação sistêmica e leva a uma série de reações inflamatórias. Níveis elevados de mtDNA foram relatados em uma variedade de situações clínicas, incluindo trauma, sepse grave e câncer. Já a PNec é causada pela ativação intracelular de enzimas digestivas e autodigestão.

Novos métodos terapêuticos direcionados ao PNe, como drenagem transmural guiada por ultrassom endoscópico e necrosectomia, estão sendo testados. A identificação precoce de PNec será útil para o tratamento precoce. Altos níveis de mtDNA sugerem a presença de PNec e uma observação cuidadosa deve ser feita para evitar o desenvolvimento de SAP e infecção de pancreatite.

Substâncias necróticas liberadas no sangue estimulam a produção de citocinas e mediadores inflamatórios, desencadeiam uma cascata inflamatória e eventualmente levam à SIRS ou síndrome de disfunção de múltiplos órgãos.