Estudo mostra como a privação do sono afeta a imunidade

Por Karina Toledo

Agência FAPESP – A importância do sono para o bom funcionamento do sistema imunológico é conhecida, mas pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos. Uma pesquisa apoiada pela FAPESP e conduzida nos últimos anos tem mostrado como diferentes tipos de privação de sono interferem nas defesas do organismo.

Na primeira fase da pesquisa, para mimetizar situações comuns na sociedade os pesquisadores submeteram voluntários tanto à privação total por 48 horas – similar à que ocorre com pessoas que trabalham em sistema de plantão noturno – como à privação seletiva de sono REM (movimento rápido de olhos, na sigla em inglês), fase do sono em que prevalecem os sonhos, por quatro noites seguidas.

“Nas últimas décadas, houve diminuição progressiva e importante na média da duração do sono, principalmente na segunda metade da noite, quando prevalece o sono REM”, disse Francieli Ruiz da Silva, autora principal do estudo, feito durante o doutorado na Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) com Bolsa da FAPESP.

O estudo, orientado pelo professor Sergio Tufik, foi realizado no Instituto do Sono, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiado pela FAPESP. Os resultados do experimento foram publicados em artigo na revista Innate Immunity e apresentados na 23ª Reunião Anual da Associated Professional Sleep Societies, realizada nos Estados Unidos em 2009. O trabalho também foi premiado pela European Federation of Immunological Societies durante o 2º European Congress of Immunology, realizado na Alemanha no mesmo ano.

Em uma segunda fase da pesquisa, realizada com animais, os pesquisadores do Instituto do Sono investigaram os efeitos da privação de sono no desenvolvimento de resposta específica a um desafio imunológico. Os resultados dos experimentos com camundongos foram apresentados na 27ª Reunião Anual da Federação de Sociedades de Biologia experimental (FeSBE), realizada em agosto de 2012.

“O objetivo na primeira fase foi avaliar a alteração no perfil imunológico dos voluntários causada pela falta de sono. Para isso, realizamos leucograma – exame que mede a quantidade de leucócitos no sangue – antes e depois do experimento”, disse Ruiz.

Ao longo de uma semana, 30 voluntários saudáveis, entre 18 e 30 anos, permaneceram no laboratório distribuídos em três grupos. Aqueles do grupo controle dormiram normalmente e tiveram seu padrão de sono monitorado por meio do exame de polissonografia.

Os integrantes do grupo submetido à privação seletiva também tiveram o sono monitorado e foram acordados por uma campainha toda vez que o exame indicava a aproximação da fase REM.

“A primeira noite foi tranquila, mas à medida que a demanda do organismo por sono REM foi se acumulando, foi ficando difícil. Esse estágio aparecia cada vez mais cedo, efeito conhecido como rebote de sono REM. Na quarta noite, eles mal cochilavam e já entravam na fase REM”, contou Ruiz.

Já o grupo da privação total manteve-se alerta por 48 horas com a ajuda de videogames, jogos de cartas, internet e eventuais chacoalhadas. Nas três noites seguintes, dormiram normalmente e foram monitorados pela polissonografia para registrar o efeito rebote de sono.

Enquanto o grupo controle não apresentou alteração no perfil imunológico, como esperado, os voluntários do grupo submetido à privação total tiveram uma elevação no número de leucócitos, especificamente de neutrófilos, o primeiro tipo celular que responde à maioria das infecções. Também houve aumento de linfócitos T CD4, responsáveis pela imunidade adaptativa, específica para cada doença.

“Considerando que os leucócitos desempenham a função de defesa ao primeiro sinal de invasão por patógenos, observamos que a privação total de sono desencadeou um sinal de alerta no organismo. Ele entendeu como uma agressão e respondeu a um fantasma”, disse Ruiz.

Essa alteração foi revertida após as primeiras 24 horas de recuperação do sono. “Mas, para nossa surpresa, o número de linfócitos não voltou ao normal após as três noites de recuperação”, contou.

No grupo privado de sono REM, foi observada uma diminuição da imunoglobulina A (IgA) circulante no sangue durante todo o período do experimento. Esse efeito permaneceu após as três noites de recuperação do sono.

“Essa imunoglobulina, presente na secreção de mucosas, está diretamente relacionada à proteção contra a invasão por patógenos. Isso poderia explicar por que a privação de sono REM poderia estar relacionada a uma maior suscetibilidade a doenças como gripes e resfriados já descrita na literatura”, disse.

Desafio imunológico

Na segunda fase da pesquisa, os pesquisadores investigaram, em ratos, os efeitos da privação de sono no desenvolvimento de resposta específica a um desafio imunológico. “Precisávamos de um estímulo que desencadeasse uma resposta vigorosa e optamos por um modelo de transplante de pele entre duas linhagens diferentes e geneticamente incompatíveis de camundongos”, disse Ruiz.

Nesse modelo, de acordo com Ruiz, a rejeição do tecido enxertado pelo organismo do receptor é certa. Mas, enquanto os animais do grupo controle levaram entre 8 e 10 dias para expelir o tecido estranho, aqueles submetidos à privação de sono, seja ela total ou apenas da fase REM, levaram entre 15 e 18 dias.

“Isso representa um aumento de 80% no tempo de sobrevida do tecido, o que equivale ao efeito de drogas imunossupressoras como a ciclosporina”, disse Ruiz.

Para entender o que estava causando o prejuízo na resposta imunológica, os pesquisadores analisaram os órgãos linfoides dos animais e verificaram uma redução de 76,4% no número de linfócito T CD4 no grupo submetido à privação de sono REM. No grupo que sofreu privação total, a queda foi de 34% em relação ao grupo controle.

“Os linfócitos T são essenciais para que o processo de rejeição aconteça. Eles são ativados pelas células apresentadoras de antígenos (APCs) e, então, migram dos órgãos linfoides para a região afetada, onde desencadeiam o processo inflamatório que culmina com a rejeição”, explicou Ruiz.

As análises mostraram que nos dois grupos houve redução de aproximadamente 40% no número de linfócitos T no infiltrado inflamatório do enxerto de pele, ou seja, havia menos células de defesa na região.

Isso pode ser explicado por uma menor expressão da molécula MHC 2, essencial para a comunicação entre as APCs e os linfócitos. Além disso, houve redução de 40% na quantidade de receptores para a interleucina 2 (IL-2) na circulação sanguínea.

“Quando o linfócito migra para a área afetada, precisa se proliferar para atacar o tecido. Para isso libera a IL-2, principal mediador para essa proliferação. Portanto, uma menor quantidade desses receptores no sangue indica menor proliferação de linfócitos e prejuízo ao processo de rejeição”, disse Ruiz.

Para ter certeza de que o possível estresse causado pela privação de sono não estava por trás da imunossupressão, os pesquisadores avaliaram os níveis de corticosterona no sangue dos animais.

“Esse hormônio, nos camundongos, é o equivalente ao cortisol em humanos. Como os níveis não estavam mais elevados nos roedores privados de sono do que no grupo controle, acreditamos que o estresse não tenha interferido nos resultados”, afirmou.

O próximo passo da pesquisa é investigar por que a privação de sono diminui a expressão de MHC 2 e a proliferação dos linfócitos. Além disso, Ruiz pretende investigar, durante o pós-doutorado, também com Bolsa da FAPESP, o efeito da privação de sono na imunidade de pessoas que trabalham em turno e trocam o dia pela noite.

“A literatura indica que o sono durante o dia não é tão reparador como o noturno. Nossa intenção é vacinar esses voluntários e ver como a inversão dos períodos de descanso interfere na imunização”, disse.

Extraído do site: http://agencia.fapesp.br/16303

Descoberta do mecanismo de defesa de bactérias

Mecanismo de defesa antioxidante de bactérias é desvendado

Por Karina Toledo

Agência FAPESP – Quando bactérias patogênicas invadem o corpo humano ou de outros mamíferos, as células hospedeiras liberam substâncias tóxicas para tentar se livrar da presença indesejada. Uma nova pesquisa, feita na Universidade de São Paulo (USP), desvendou um dos mecanismos pelos quais certos tipos de bactérias se defendem desse ataque.

Os resultados, publicados este mês na PLoS One, abrem caminho para a descoberta de moléculas capazes de inibir o sistema de defesa bacteriano e dificultar o avanço da infecção.

A pesquisa, apoiada pela FAPESP, foi feita com a Chromobacterium violaceum, microrganismo que afeta principalmente o fígado e a pele de indivíduos com o sistema imunológico comprometido.

“A C. violaceum é uma bactéria oportunista. Pretendemos explorá-la como modelo para estudar patogenicidade porque ela já teve seu genoma sequenciado e é relativamente fácil manipulá-la geneticamente”, explicou Luis Eduardo Soares Netto, supervisor do estudo de pós-doutoradode José Freire da Silva Neto, que deu origem ao artigo.

Os cientistas investigaram o mecanismo de produção de uma enzima usada pela bactéria para decompor o peróxido orgânico, substância oxidante liberada pelas células hospedeiras após a invasão.

“O peróxido orgânico causa estresse oxidativo na bactéria, o que dificulta sua reprodução e pode levá-la à morte. Para se defender, o patógeno produz uma enzima antioxidante chamada Ohr. A produção dessa enzima, por sua vez, é regulada por outra proteína – que atua como fator de transcrição – chamada OhrR”, contou Netto.

Quando a bactéria está em condição basal, a proteína OhrR fica ligada ao gene responsável pela produção da enzima Ohr. “Dessa forma, impede que o DNA seja transcrito em RNA e que a enzima seja produzida”, disse.

Mas, ao entrar em contato com o peróxido orgânico, a OhrR se oxida e se desliga do DNA, permitindo a produção da enzima antioxidante. “Depois que a Ohr cumpre seu papel de decompor o peróxido orgânico, outra enzima chamada tiorredoxina entra em ação para fazer com que o fator de transcrição OhrR se ligue novamente ao gene e iniba a produção de Ohr”, explicou Netto.

Esse mecanismo de defesa também está presente em outros gêneros de bactérias, comoStreptococcus e Pseudomonas – ambos causadores de doenças respiratórias, infecções cutâneas e sepse em humanos.

Também está presente em fitopatógenos como a Xylella fastidiosa, que causa nas laranjeiras a doença clorose variegada de citros, popularmente conhecida como praga do amarelinho.

Driblando a defesa

“Agora que sabemos como a bactéria se defende, podemos pensar em meios para driblar esse mecanismo. Uma possibilidade seria inibir a produção da enzima Ohr. Outra seria ativar a produção de OhrR, para anular o sistema antioxidante”, disse Netto.

O primeiro passo, segundo o pesquisador, seria demonstrar experimentalmente em camundongos que essas manobras genéticas realmente tornariam mais fácil para o organismo hospedeiro combater a bactéria.

Os testes ainda estão sendo padronizados, mas a ideia é silenciar os genes da Ohr e da OhrR na C. violaceum e avaliar se isso altera sua capacidade de infectar os animais.

“Como não existem homólogos da Ohr e da OhrR em mamíferos ou plantas, se conseguirmos desenhar uma molécula que atue sobre essas proteínas, ela teoricamente teria ação específica sobre a bactéria, sem efeito colateral para o hospedeiro”, afirmou Netto.

Embora ainda em fase preliminar, os estudos abrem caminho para o desenvolvimento de novos medicamentos. “Hoje já se sabe que muitos antibióticos têm como mecanismo de ação a geração de estresse oxidativo nas bactérias. Essa questão está ganhando força”, disse.

O estudo de pós-doutorado está vinculado ao Projeto Temático “Aspectos biológicos de tióis: estrutura proteica, defesa antioxidante, sinalização e estados redox” , coordenado por Netto. Também está ligado ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma). 

Extraído do site: http://agencia.fapesp.br/16395