A doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) é uma doença inflamatória crónica das vias aéreas em que a inflamação persistente das vias aéreas leva a uma limitação irreversível incompleta do fluxo aéreo e à destruição das estruturas pulmonares, pelo que o controlo da inflamação das vias aéreas é a chave para o tratamento da DPOC. Entre os medicamentos utilizados no tratamento de doenças inflamatórias crónicas das vias aéreas, os glicocorticóides (GC) são os mais potentes conhecidos pela sua actividade anti-inflamatória, e o seu valor e estatuto no tratamento da asma brônquica (asma) está bem estabelecido. No entanto, no tratamento da DPOC, um grande número de estudos demonstrou que as hormonas não são eficazes no controlo da inflamação progressiva das vias aéreas e na inversão do declínio da função pulmonar devido à inflamação das vias aéreas, resultando no fenómeno da chamada insensibilidade à terapia hormonal. Portanto, a compreensão dos mecanismos subjacentes à insensibilidade da DPOC à terapia hormonal e a exploração de medidas para controlar eficazmente a inflamação das vias aéreas na DPOC ajudará na prevenção e tratamento da doença.
I. O estado dos glicocorticóides no tratamento da DPOC.
A inflamação crónica é a principal causa da progressão da doença COPD e do declínio da função pulmonar. Infelizmente, no entanto, não existe terapia anti-inflamatória que possa efectivamente inverter o declínio da função pulmonar. Embora as hormonas inalatórias e orais sejam eficazes no controlo da inflamação das vias aéreas na asma, não são tão eficazes no tratamento da inflamação das vias aéreas na DPOC, e assim o papel das hormonas no tratamento da DPOC estável é limitado. Mais estudos anteriores sugeriram que as hormonas inaladas regularmente não param o declínio da função pulmonar a longo prazo. Contudo, estudos recentes mostraram que para pacientes com DPOC com função pulmonar VEF1 < 60%, o uso regular de hormonas inaladas pode retardar a taxa de declínio da função pulmonar, reduzir o número de exacerbações agudas, reduzir a gravidade da doença, melhorar os sintomas de sibilância, e melhorar a qualidade de vida dos pacientes com DPOC. Os benefícios são especialmente óbvios para os pacientes com exacerbações agudas graves, muito graves e recorrentes de DPOC. Evidentemente, a terapia hormonal inalada aumenta a incidência de pneumonia nos doentes e não reduz a mortalidade global.
Estudos anteriores sugeriram que a resposta às hormonas orais de curto prazo é preditiva da eficácia a longo prazo das hormonas no VEF1. Por conseguinte, nas antigas directrizes da Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD), as hormonas orais de curto prazo (2 semanas) eram recomendadas para avaliar se os doentes beneficiariam da terapia hormonal inalatória ou oral de longo prazo. No entanto, estudos recentes mostraram que as hormonas orais de curto prazo não prevêem com precisão a eficácia das hormonas inaladas a longo prazo em doentes com DPOC. Por conseguinte, as directrizes GOLD actualizadas não recomendam ensaios terapêuticos de hormonas orais para pacientes com DPOC moderada, grave e muito grave que não respondem bem aos broncodilatadores inalados.
No tratamento de exacerbações agudas de DPOC, os pacientes podem beneficiar de hormonas orais em termos de melhoria do sucesso do tratamento, redução da necessidade de terapia adicional e estadias hospitalares mais curtas. Contudo, os benefícios das hormonas orais no tratamento da DPOC estável não estão bem documentados, para não mencionar a falta de melhoria significativa na função pulmonar e os efeitos secundários das hormonas orais a longo prazo. No período de exacerbação aguda, a terapia com hormonas inaladas ou com hormonas orais tem melhor eficácia, a primeira pode prevenir a exacerbação aguda e a segunda pode inverter a exacerbação aguda.
Segundo, o mecanismo de insensibilidade da terapia com glucocorticóides para a DPOC.
A inflamação das vias aéreas na DPOC é insensível à terapia hormonal em comparação com a asma, como evidenciado pelo facto de as hormonas inaladas não terem efeito no declínio da função pulmonar, e efeito muito limitado no número de células inflamatórias e na libertação de mediadores pró-inflamatórios nos pulmões dos doentes com DPOC. Foi também demonstrado in vitro que as hormonas não inibem a libertação de mediadores pró-inflamatórios de macrófagos alveolares no líquido de lavagem alveolar de pacientes com DPOC. Embora os mecanismos subjacentes à insensibilidade à terapia hormonal na DPOC ainda não sejam claros, os aspectos principais do conhecimento disponível são os seguintes.
(i) Mecanismos moleculares.
O GC actua ligando-se aos receptores de GC (GR) no citoplasma para formar um complexo, que é activado e depois entra no núcleo. No núcleo, a GC liga-se ao ADN para ligar a expressão dos genes anti-inflamatórios ou actua indirectamente inibindo a actividade, por exemplo, do factor nuclear кB (NF-кB) e da proteína-1 activadora (AP-1), afectando muitas vias de sinalização diferentes. Esta última requer o envolvimento de co-bloqueadores, e factores como a redução da expressão da GR, a redução da ligação da GC à GR, o aumento da actividade das vias inflamatórias ou a falta de actividade dos co-bloqueadores podem levar à insensibilidade às hormonas, e estes factores são influenciados pelo stress oxidativo, entre outros, levando à insensibilidade clínica à terapia hormonal na DPOC.
A grande maioria das células inflamatórias infiltrantes na DPOC responde às hormonas, mas os neutrófilos são uma excepção. Os neutrófilos não estão apenas presentes na DPOC estável, mas são também as principais células inflamatórias infiltrantes na fase de exacerbação aguda. O mecanismo exacto do reduzido efeito inflamatório das hormonas nos neutrófilos permanece desconhecido, e a relação com a expressão de GRβ, um subtipo de GR (seja alto ou baixo), é controversa. Também não é claro se a insensibilidade hormonal nas exacerbações agudas da DPOC é uma extensão da insensibilidade hormonal já presente na fase estável ou se existe uma não resposta mediada pelo rápido aumento do número de neutrófilos na exacerbação aguda.
A medição do nível da expressão GRβ no COPD não revelou qualquer alteração significativa na expressão GRβ apesar de uma diminuição na expressão GRα. Assim, uma explicação possível é que a maior proporção de GRα/GRα em células inflamatórias de doentes com DPOC pode prejudicar o funcionamento de GRα o suficiente para causar insensibilidade às hormonas. Mas há poucos estudos para determinar qual é a proporção exacta da expressão GRα e GRβ? É importante notar que, mesmo se for medida uma proporção maior de GRβ, o impacto funcional desta é difícil de esclarecer o papel de GRβ no desenvolvimento da insensibilidade às hormonas. Em alguns estudos in vitro, o stress oxidativo foi capaz de prejudicar a translocação GRα, mas faltam actualmente in vivo provas do papel da translocação na resposta hormonal na DPOC.
(ii) Mecanismos genéticos.
Muitos estudos têm ligado mutações genéticas ao mecanismo de ocorrência da insensibilidade hormonal, porque na asma, há um papel para os factores genéticos no mecanismo de ocorrência da insensibilidade hormonal relativa. No COPD, a relação directa entre as mutações genéticas e o mecanismo de ocorrência da insensibilidade hormonal não é clara. No entanto, há provas de que a susceptibilidade genética pode desempenhar um papel importante na patogénese da DPOC. Estudos sobre a capacidade antioxidante dos pulmões de pacientes com DPOC e fumadores sugerem que os pacientes que desenvolvem DPOC têm uma menor capacidade de defesa antioxidante, o que pode explicar parcialmente o desenvolvimento de DPOC numa pequena proporção (cerca de 20%) de fumadores, mas não em todos os fumadores. De interesse é a variante glicina da superóxido extracelular dismutase 3 (SOD3, um antioxidante) na sua 213ª posição (cerca de 2% de incidência na população geral), que aumenta os níveis de SOD3 plasmático até 10 vezes e está associada à sua prevenção da DPOC em fumadores.
(iii), stress oxidativo e uma diminuição da actividade das diácetilases histónicas (HDACs).
Tanto os factores exógenos (por exemplo, poluição, tabagismo) como os factores endógenos (por exemplo, explosão respiratória de células de resposta pró-inflamatória, tais como macrófagos e neutrófilos) podem aumentar a carga oxidativa em doentes com DPOC. O stress oxidativo interfere com a translocação nuclear de GC e bloqueia a ligação dos complexos GC-GR ao ADN, limitando assim os seus efeitos antagónicos inflamatórios, ou resistência de GC, o que pode bloquear o processo de sinalização inflamatória através de mecanismos como a competição por sítios de ligação e o aumento da actividade HDAC. No entanto, a persistência do stress oxidativo não só reduziu a translocação nuclear do complexo GC-GR e bloqueou o efeito de resposta anti-inflamatória do GC, mas mais importante, também reduziu significativamente a actividade das enzimas HDAC no tecido pulmonar, o equilíbrio entre a acetilação/deacetilação de histona foi perturbado, as moléculas de histona foram desacetiladas, e a transcrição dos genes de proteínas inflamatórias e a síntese de proteínas inflamatórias foram melhoradas. O aumento dos mediadores inflamatórios e a auto-reforço e amplificação da resposta inflamatória acabaram por conduzir à persistência a longo prazo e à exacerbação progressiva da inflamação das vias respiratórias COPD.
O stress oxidativo reduz a expressão do HDAC-2 e diminui a sua actividade. A redução da expressão e actividade do HDAC-2 está significativamente associada a alterações de ligação covalente mediadas por oxidantes, incluindo hiperfosforilação, nitração, e carbonilação. As alterações de ligação covalente prejudicam a actividade proteica e aceleram a degradação proteasomal.
A perda de actividade do HDAC-2 mediada por oxidantes e o desequilíbrio resultante no estado de acetilação do histone pode levar a uma resposta inflamatória reforçada à doença. A expressão e actividade do HDAC-2 são reduzidas nos pulmões periféricos dos pacientes com DPOC e correlacionam-se com a gravidade da doença. Além disso, como a actividade do HDAC-2 está subjacente à função transcripcional do gene da resposta pró-inflamatória GRα, uma redução na sua actividade e expressão prejudica a função hormonal e, consequentemente, resulta numa resposta reduzida às hormonas. Em modelos com actividade HDAC-2 diminuída, a função hormonal também é reduzida; se a actividade do HDAC-2 for restaurada ou protegida, a sensibilidade hormonal também é restaurada neste momento. Assim, há provas definitivas de que a redução da actividade e expressão do HDAC-2 em pacientes com DPOC é um factor importante no mecanismo da sua insensibilidade hormonal. Além disso, devido à presença de outros HDAC incluindo a redução da expressão do HDAC-3, 5 e 8 na DPOC, deve considerar-se que alterações na expressão e/ou actividade de outros HDAC podem também desempenhar um papel importante na função hormonal prejudicada. O tabagismo leva a uma diminuição do HDAC-1, 2 e 3 de macrófagos. No entanto, o papel destes HDACs no pulmão COPD e células inflamatórias não é claro e são necessários mais estudos para elucidar o seu papel na função e doença GR.
(iv), caminho de sinalização cinase.
As vias de sinalização cinase também podem desempenhar um papel importante no desenvolvimento da insensibilidade da terapia hormonal na DPOC. Em comparação com a população fumadora, a p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) foi elevada no tecido pulmonar periférico, macrófagos alveolares em pacientes com DPOC leve a moderada e a sua actividade foi negativamente correlacionada com a diminuição do VEF1 e VEF1/CVF. Em certa medida, o aumento da fosforilação GRα que levou à diminuição da ligação ligante foi associado à elevação do p38MAPK. A dexametasona na asma grave induzida diminuiu a expressão de MKP-1 e aumentou a actividade do p38 na asma grave em comparação com a asma não grave. Contudo, na DPOC, não existem estudos para investigar a indução hormonal da expressão do MKP-1, e portanto não é clara a relação entre a expressão, actividade ou vias de sinalização do MKP-1 e a insensibilidade hormonal na DPOC.
Há provas de que outras quinases e vias de sinalização, incluindo a glicogénio sintetase kinase 3β, a quinase-1/2 extracelular regulada pelo sinal, e a c-Jun amino-terminal kinase regulam directamente a actividade GRα através da fosforilação, o que pode também afectar a especificidade genética.
O stress oxidativo também activa diferentes vias de cinase, incluindo a via do fosfatidilinossitol 3-quinase (PI3K)/Akt. Foi demonstrado que tanto as actividades PI3Kδ como as do Akt são elevadas nos macrófagos pulmonares periféricos dos doentes com DPOC. A inibição selectiva da via PI3Kδ/Akt pode reparar a capacidade das hormonas de inibir a expressão de mediadores inflamatórios em doentes com DPOC, em comparação com uma população de fumadores com função pulmonar normal. Não é claro como é que a via PI3Kδ/Akt vem influenciar a actividade do HDAC-2 e a expressão de outros co-bloqueadores durante o stress oxidativo e o seu papel na insensibilidade do tratamento hormonal.
Terceiro, contramedidas contra a insensibilidade à terapia hormonal na DPOC.
(A) Reparação da função GC.
O stress oxidativo reduz a actividade do HDAC, que é uma das principais causas da insensibilidade hormonal em doentes com DPOC. Alguns estudos demonstraram que a teofilina de baixa dose pode inverter a resistência hormonal causada pelo stress oxidativo através da activação directa da HDAC, melhorando assim o efeito anti-inflamatório das hormonas. Por conseguinte, a hormona inalada mais teofilina pode reduzir significativamente a resposta inflamatória na DPOC do que apenas a hormona inalada. O aumento da produção de azoto reactivo durante o stress oxidativo é também um mecanismo importante na patogénese da DPOC, e alguns estudos descobriram que a teofilina pode reduzir significativamente a produção de azoto reactivo e reduzir a infiltração dos neutrófilos em comparação com as hormonas, que não reduzem a infiltração dos neutrófilos.
A teofilina também pode reparar a função da GC, inibindo a activação de PI3Kδ durante o stress oxidativo, aumentando assim o seu efeito anti-inflamatório quando a terapia hormonal não é sensível na DPOC. Altas concentrações de teofilina inibem muitas subunidades PI3K. Assim, os inibidores selectivos PI3Kδ podem reparar a função da GC através da protecção do HDAC-2 e ou restauração da actividade do HDAC-2, reduzindo assim a expressão do mediador inflamatório. PI3Kδ, γ são subunidades relacionadas com leucócitos que são centrais para a imunidade intrínseca adquirida, incluindo o recrutamento de neutrófilos, envolvimento na sinalização do receptor de alta afinidade IgE (FcεRI), vias de sinalização de quimiocinas. Portanto, os inibidores selectivos γ/γ são de grande interesse e estão a ser desenvolvidos como agentes anti-inflamatórios, especialmente para aplicações em doenças antialérgicas.
A curcuma, semelhante à teofilina, tem demonstrado in vitro reparar a função da GC protegendo a expressão e a acção activa do HDAC-2. O mecanismo específico de protecção antioxidante, anti-inflamatório e GC do curcuma ainda não é claro.
(ii) Factores anti-inflamatórios selectivos.
O factor de necrose tumoral-α (TNF-α) é um mediador inflamatório importante na resposta inflamatória da DPOC, mas estudos em doentes com DPOC moderada e grave com anticorpos anti-TNF-α não encontraram qualquer benefício para os doentes, mas sim muitos efeitos secundários que causam cancro do pulmão e infecções pulmonares [. Os inibidores selectivos p38MAPKα têm um efeito in vitro de inibição da libertação de mediadores pró-inflamatórios (por exemplo TNF-α, CXCL8) associados à resposta inflamatória na DPOC, ao mesmo tempo que inibem o stress oxidativo, sugerindo que as propriedades anti-inflamatórias dos inibidores de p38MAPKα não são afectadas pelo stress oxidativo. A expressão p38MAPK é elevada nos pulmões dos doentes com DPOC, e os inibidores selectivos p38MAPK reduziram a expressão de marcadores inflamatórios no sangue dos doentes com DPOC. Sugere-se que os inibidores selectivos de p38MAPK podem ser outra opção para os pacientes com DPOC insensíveis ao tratamento de GC.
(iii) Estratégias de eliminação pró-inflamatória.
A persistência da resposta inflamatória na DPOC está relacionada com a sua própria falta de capacidade de eliminar a resposta inflamatória e a auto-regulação. A diminuição da capacidade de eliminação da inflamação é uma das razões importantes para a insensibilidade do tratamento de GC à DPOC.
A GC não só não inibe a resposta inflamatória dos neutrófilos, como também perturba a apoptose dos neutrófilos, o que leva à libertação contínua de mediadores inflamatórios, superóxido e elastase neutrofílica pelos neutrófilos, o que por sua vez leva a danos nos tecidos e à persistência da resposta inflamatória. A apoptose dos neutrófilos é central para a eliminação da inflamação, que pode mudar a função dos macrófagos de promover inicialmente a resposta inflamatória para libertar mediadores que promovem a eliminação da inflamação (prostaglandina E2, IL-10).
Nos pacientes com DPOC tratados com GC, a apoptose dos seus neutrófilos é atrasada in vitro, o que não só leva a uma maior sobrevivência dos neutrófilos e à libertação de mais mediadores inflamatórios, mas também exacerba os danos pulmonares devido à redução da fagocitose dos macrófagos e à resposta inflamatória causada pelos componentes intracelulares dos neutrófilos necróticos. Os estudos sobre a eliminação da inflamação na DPOC são escassos, pelo que a informação sobre o efeito da eliminação da inflamação na função GC também é escassa, mas esta área de eliminação da inflamação ajudará na procura de medicamentos anti-inflamatórios eficazes e novos para o tratamento da DPOC.
Os PI3K não só têm uma função reparadora para GC, como também podem desempenhar um papel na eliminação da inflamação. Os inibidores PI3K melhoram a resposta inflamatória induzida pelos eosinófilos, inibindo a actividade do Akt e aumentando a apoptose, o que elimina os eosinófilos induzidos pelos antigénios. Estudos com ratos transgénicos e inibidores selectivos confirmam que PI3Kβ é necessário para a fagocitose de macrófagos mediada por receptores de Fcr. Portanto, além dos seus efeitos anti-inflamatórios, os inibidores selectivos PI3K também podem promover a eliminação da inflamação, o que também pode ser uma nova via terapêutica. Alguns outros pequenos inibidores de moléculas (incluindo inibidores de quinase dependentes da ciclina) podem promover a apoptose neutrofílica e a resolução da inflamação. Portanto, os inibidores selectivos que promovem a apoptose neutrofílica são também uma nova via terapêutica.
Em conclusão, embora a GC desempenhe um papel importante no tratamento da DPOC, a presença de factores como a diminuição da actividade dos HDAC devido ao stress oxidativo faz com que a DPOC pareça insensível à terapia de GC. Portanto, a combinação de GC com medicamentos que podem reparar a função do GC (incluindo agentes com efeitos antioxidantes e pró-inflamatórios de eliminação) desempenhará um papel mais importante no controlo da resposta inflamatória na DPOC, retardando o declínio da função pulmonar e da progressão da doença, e reduzindo a mortalidade.