Diferenças de gênero ACE2 no AVC com COVID-19 (ACEGENDER)

Um novo coronavírus foi identificado em dezembro de 2019 em Wuhan, na China, como o agente causador da "Síndrome Respiratória Aguda Grave" (SARS-CoV-2), uma infecção pulmonar viral indicada pela sigla COVID-19 (doença de coronavírus 2019). Até o final de janeiro de 2020, esse vírus de rápida disseminação já havia infectado mais de 100.000 pessoas em vários países, levando a Organização Mundial da Saúde a declarar uma "emergência global" [Wu et al 2020]. As manifestações clínicas do COVID-19 podem variar desde o resfriado comum até doenças pulmonares mais graves, como as observadas na "Síndrome Respiratória Aguda Grave" (SARS) de 2002-2003 e na "Síndrome Respiratória do Oriente Médio" (MERS) de 2011 .

O vírus Sars-Cov2, como outros vírus de RNA, também apresentou uma forma de neurovirulência com consequente envolvimento em alguns pacientes do Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP) [Baig et al, 2020].

Os sintomas neurológicos em pacientes com infecção por COVID-19 se enquadram em três categorias:

1. expressões neurológicas dos sintomas da doença subjacente (dor de cabeça, tontura, disfunção da consciência, ataxia, manifestações epilépticas e acidente vascular cerebral)
2. sintomas de origem neuroperiférica (hipoageusia, hiposmia, neuralgia);
3. sintomas de dano muscular esquelético, frequentemente associados a danos hepáticos e renais.

Os primeiros dados sobre a infeção por COVID-19 são a favor do envolvimento neurológico numa percentagem variável de casos com particular expressão em doentes mais graves [Mao et al, 2020]. Segundo alguns autores, o envolvimento do sistema nervoso pode ser parcialmente responsável pelo comprometimento respiratório [Yan-Chao et al, 2020].

Deve-se notar que, no caso da infecção por SARS-CoV, em um modelo de camundongo para expressão de ACE2 humano, o vírus entrou no cérebro principalmente pela via do bulbo olfatório [Netland et al, 2008]. A invasão encefálica foi uniformemente letal com evidências adicionais de que a inoculação cerebral com baixas doses virais pode ser letal mesmo sem envolvimento pulmonar. A morte do animal foi razoavelmente relacionada à disfunção neuronal/morte nos centros cardiorrespiratórios da medula óssea e o quadro histopatológico caracterizou-se por um infiltrado celular mínimo no cérebro suportando a hipótese de uma disseminação viral transsináptica. A ausência de ACE2 impediu a encefalopatia grave no modelo animal. As estruturas afetadas seletivamente pela morte neuronal foram o complexo vagal dorsal (núcleo do trato solitário, área pós-remática, núcleo motor dorsal do vago).

Por outro lado, a invasão transnasal interferiu seletivamente nos núcleos talâmicos, hipotalâmicos e da amígdala. Alguns núcleos afetados não tiveram explicação na conexão (ex. núcleos cocleares). O mecanismo de perda neuronal invocado foi o de um "rebanho" de citocinas (IL-6).

O envolvimento do SNC/SNP e dos músculos está presente em pacientes com COVID-19 e uma interpretação cuidadosa deles é desejável. A hiposmia relatada sugere uma via de infecção nasal com acesso direto ao SNC. Essa via poderia ser alternativa às vias respiratória e intestinal e teoricamente poderia ocorrer, como em alguns casos de SARS-COV, com sintomas principalmente neurológicos.

Recentemente, foi relatado que sintomas de comprometimento do trato corticoespinhal foram observados em 67% dos pacientes [Helms et al, 2020].

Os dados epidemiológicos coletados até agora indicam uma diferença substancial entre homens e mulheres nas manifestações clínicas e nas infecções por SARS-CoV-2. Especificamente, verificou-se que a taxa de mortalidade entre os homens é de 73% na China [Chen et al, 2020], 59% na Coreia do Sul [sociedade coreana de doenças infecciosas, 2020] e 70% na Itália, conforme relatado pelo Instituto Superior de Saúde (ISS). Além disso, a taxa de mortalidade é muito dependente da presença de comorbidades. De fato, em 45.000 pacientes chineses positivos para COVID-19, a taxa de mortalidade passou de 0,9% naqueles pacientes sem comorbidade para 10,5%, 7,3% e 6,3% naqueles com doença cardiovascular, diabetes mellitus e hipertensão, respectivamente [Novel Coronavirus Pneumonia Emergency Equipe de Epidemiologia de Resposta, 2020].

Na Itália, os dados fornecidos pelo ISS documentaram uma porcentagem de óbitos em torno de 2,1% em pacientes sem comorbidade, percentual que aumenta para 21,3%, 25,9% e 50,7% naqueles com uma, duas e três comorbidades, respectivamente.

Assim, o gênero e a presença de comorbidades foram identificados como fatores-chave na evolução da COVID-19.

Além das comorbidades pré-existentes, que, como já relatado, estão quase sempre presentes em pacientes com COVID-19 grave e letal com maior frequência em homens, os mecanismos biológicos devem ser considerados os principais responsáveis ​​pela diferença de gênero observada.

Uma hipótese que tenta explicar todos esses dados epidemiológicos baseia-se na regulação da expressão do receptor ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2).

A ACE2 é uma enzima que degrada a angiotensina II gerando angiotensina (1-7) que desempenha um papel protetor contra danos causados ​​por infecção, inflamação e estresse [Vickers et al, 2002; Zisman e outros, 2003].

O vírus SARS-CoV-2 penetra nas células-alvo do sistema respiratório por meio da ligação de sua proteína S de superfície (spike protein) ao receptor ACE2 reduzindo sua expressão.

Desta forma também há uma diminuição nos níveis de angiotensina (1-7) resultando em aumento da hipertensão e insuficiência pulmonar [Gurwitz et al, 2020].

Portanto, é importante considerar a expressão da ECA2 naqueles pacientes com hipertensão, doença cardíaca ou diabetes ao avaliar as diferentes taxas de mortalidade em pacientes com essas comorbidades.

Além disso, a mortalidade específica de gênero pode estar precisamente relacionada à modulação da expressão de ACE2. De facto, os estrogénios induzem um aumento da expressão do recetor ACE2, sugerindo que, pelo menos nas mulheres em idade fértil, mesmo após a infeção, esta enzima é capaz de desempenhar a sua função protetora, nomeadamente em relação aos pulmões. Nos homens, parece que os hormônios androgênicos desempenham um papel patogenético na modulação da expressão de enzimas celulares como a serina protease TMPSSR2, envolvida nas fases seguintes ao ataque do vírus ao receptor, ou seja, na entrada viral, promovendo a disseminação do vírus infecção nas células pulmonares.

O gene ACE2 é codificado por uma região do cromossomo X que escapa à inativação, apoiando assim a hipótese de uma expressão aumentada dessa proteína em mulheres que teriam a vantagem de estarem protegidas das complicações e fatalidades da infecção por COVID-19.

O processo de inativação do cromossomo X inclui a metilação do DNA e, como resultado, ocorre uma diminuição na expressão dos genes afetados pela metilação. Dessa forma, um mecanismo epigenético poderia modular a expressão de ACE2 de maneira específica ao gênero, determinando seus níveis e, consequentemente, seu papel protetor.

Também neste contexto regulatório da expressão de ACE2, o papel do microRNA (miRNA) pode ser muito importante. De fato, a região 3' não traduzida (UTR) da ACE2 apresenta uma sequência de ligação para miRNA miR-200c-3p que foi encontrada em altos níveis de expressão em modelos celulares infectados com o vírus influenza H5N1 [Liu et al, 2017].

Além disso, altos níveis plasmáticos de miR-200c-3p foram encontrados em pacientes com pneumonia grave, enquanto o ACE2 foi reduzido, sugerindo um papel regulador desse miRNA na expressão do receptor ACE2 [Liu et al, 2017].

A vitamina D reduz o risco de infecções virais, especialmente infecções respiratórias conforme descrito na literatura [Martineau et al, 2016; Gruber-Bzura et al, 2018; Gombart et al, 2020; Grant e outros, 2020]. De fato, a vitamina D aumenta a imunidade celular ao reduzir as citocinas circulantes induzidas pelo sistema imunológico inato em resposta a infecções virais [Huang et al, 2020].

A deficiência ou deficiência de vitamina D contribui para a síndrome respiratória aguda em que a mortalidade aumenta com a idade e comorbidades crônicas [Vásárhelyi et al, 2011]. Esta vitamina é um pró-hormônio que demonstrou atenuar o dano pulmonar agudo induzido por lipopolissacarídeo em camundongos, regulando a expressão de componentes do sistema renina angiotensina, incluindo ACE e ACE2, renina e angiotensina III [Xu J, 2017; Tsujino e outros, 2019]. Nesses dois meses, diferentes grupos de pesquisa sugeriram fortemente a necessidade de uma análise das correlações entre os níveis de vitamina D e as infecções por COVID-19 [Tian et al, 2020; Panarese et al, 2020; Marik et al, 2020]. As concentrações séricas de vitamina D (25 (OH) D) tendem a diminuir com a idade, o que pode ser determinante na infecção por COVID-19 devido às taxas de letalidade (CFR) que aumentam com a idade.

As razões incluem menos tempo gasto ao sol e produção reduzida de vitamina D como resultado de níveis mais baixos de 7-dehidrocolesterol na pele [Siotto et al, 2019]. Além disso, foi apontado que a deficiência de 25 (OH) D é particularmente comum entre homens idosos e obesos (mulheres na pós-menopausa tendem a controlar os níveis por meio de suplementos de vitamina D), especialmente durante o inverno e a primavera, destacando a diferença específica entre os sexos observado na infecção por COVID-19 [La Vignera et al, 2020].

Considerando a importância dessa vitamina também na recuperação física [Siotto et al, 2019], além de seu papel na via do sistema renina angiotensina, parece importante avaliar os níveis séricos em pacientes ex-COVID-19 com desfecho de AVC em admissão e no final do processo de reabilitação.

Em resumo, dados epidemiológicos coletados nos últimos meses em diferentes países do mundo mostraram como as diferenças de gênero e a presença de comorbidades afetam a taxa de mortalidade por COVID-19. Nossa hipótese é que fatores biológicos podem desempenhar um papel importante na determinação da gravidade da doença, em particular o receptor ACE2 pode ser o elemento chave no desenvolvimento das diferenças na resposta imune relacionada ao gênero.

Objetivos do estudo

Principais objetivos:

Estudar o mecanismo molecular de regulação do ACE2 em relação ao género, em doentes com desfecho NeuroCovid19 e em particular com desfecho AVC em Covid19, internados em 3 centros de reabilitação.

Em particular, eles serão realizados:

• Estudo epigenético: avaliação dos níveis de metilação do promotor ACE2 e dos níveis de miR-200c-3p.
• Análise bioquímica: avaliação dos níveis séricos de angiotensina II, ECA2 e vitamina D.
• Correlação entre resultado reabilitativo e marcadores biológicos (epigenéticos e bioquímicos) Este projeto estudará os mecanismos moleculares subjacentes à regulação de ACE2 relacionados com diferenças de gênero em pacientes pós-AVC em NeuroCOVID-19 (AVC) internados em unidades de Reabilitação e a relação entre essas variáveis ​​e o resultado da reabilitação.

Se o estudo mostrasse a presença de mecanismos moleculares capazes de influenciar a recuperação, poderíamos identificar vias de reabilitação mais ajustadas às características do paciente.