Orientador: Nicola Amanda Conran Zorzetto, Fernando Ferreira Costa

Texto em português e inglês

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: A anemia falciforme (AF) é uma hemoglobinopatia hereditária resultante de uma mutação no gene que codifica a subunidade ?-globina, levando à produção da hemoglobina S (HbS) nos eritrócitos. Com a polimerização da HbS, durante a desoxigenação, ocorre a deformação e fragilização das células...

Resumo: A anemia falciforme (AF) é uma hemoglobinopatia hereditária resultante de uma mutação no gene que codifica a subunidade ?-globina, levando à produção da hemoglobina S (HbS) nos eritrócitos. Com a polimerização da HbS, durante a desoxigenação, ocorre a deformação e fragilização das células vermelhas, resultando em anemia hemolítica e eventos vaso-oclusivos. As crises vaso-oclusivas são a principal causa de morbidade nos pacientes com anemia falciforme e as plaquetas parecem ter um papel importante nesse processo, pois uma vez ativadas elas secretam e expressam mediadores que induzem uma resposta inflamatória tanto em leucócitos como em células endoteliais. A proposta deste trabalho foi investigar a produção e expressão dos mediadores inflamatórios derivados de plaquetas, LIGHT e CD40L, em controles (indivíduos saudáveis; CON), pacientes com anemia falciforme (AF) e pacientes com anemia falciforme em terapia com hidroxiureia (AFHU). Também avaliamos o envolvimento das plaquetas e seus mediadores na ativação de leucócitos e células endoteliais. Os níveis plasmáticos de ambas citocinas foram significativamente maiores em indivíduos AF e AFHU do que nos indivíduos controle e, curiosamente, apesar da hidroxiureia ser capaz de diminuir a concentração plasmática de algumas citocinas inflamatórias, a terapia com essa droga não foi associada com qualquer alteração nos níveis de LIGHT ou CD40L. Foi observada uma correlação expressiva da concentração de LIGHT com níveis plasmáticos de CD40L, IL-8, ICAM-1, Trombospondina-1 e TNF-?, enquanto que a concentração plasmática de CD40L correlacionou-se com os níveis de TNF-? e principalmente com Trombospondina-1, indicando que tanto LIGHT como CD40L podem estar participando ou então refletindo a inflamação crônica presente na anemia falciforme. A expressão proteica de LIGHT foi significativamente maior na superfície de plaquetas de indivíduos AF e AFHU em comparação com plaquetas CON e apresentou uma correlação com marcadores de ativação plaquetária. A secreção de LIGHT pelas plaquetas foi determinada por ELISA e concentrações significativas dessa citocina puderam ser detectadas no sobrenadante de plaquetas CON e AF, sugerindo que essas células podem ser uma fonte importante de LIGHT na circulação. Apesar da expressão de CD40L não ter sido detectada na superfície das plaquetas de pacientes e controles, as plaquetas de pacientes AF secretaram uma quantidade maior de CD40L em comparação aos controles e foi observada uma correlação significativa entre a liberação de LIGHT e CD40L em plaquetas de pacientes AF, indicando que pode existir uma associação na secreção dessas duas citocinas. A expressão dos receptores de LIGHT (HVEM e LT?R) e de CD40L (CD40) foi avaliada por citometria de fluxo em plaquetas, neutrófilos, linfócitos e monócitos. Foi observado que o receptor HVEM estava mais expresso em plaquetas e linfócitos de pacientes com anemia falciforme, enquanto que a expressão do receptor CD40 estava elevada nas plaquetas, nos neutrófilos, nos linfócitos e nos monócitos de pacientes, comparando com o grupo controle. Esses dados mostram que a via de sinalização de LIGHT e CD40L pode estar alterada na anemia falciforme, contribuindo com a ativação dos leucócitos. Quando avaliamos a participação das plaquetas na ativação dos leucócitos, observamos que as plaquetas de indivíduos com anemia falciforme foram eficientes em aumentar a expressão do marcador de ativação, CD69, nos linfócitos e também em induzir o fenótipo pró-inflamatório nos monócitos. Enquanto que a co-cultura de HUVECs com plaquetas demonstrou que as plaquetas de pacientes com anemia falciforme possuem uma capacidade maior de induzir a expressão de ICAM-1 em células endoteliais do que as plaquetas de indivíduos controle. Na presença de anticorpos anti-CD40L observamos uma redução drástica no aumento da expressão de ICAM-1 pelas plaquetas e apesar dessa expressão também ter sido reduzida na presença de anticorpos anti-LIGHT, esses resultados não foram estatísticamente significativos. Interessantemente, altas concentrações plasmáticas de LIGHT estavam associadas com a elevada velocidade de regurgitação tricúspide, um indicativo de hipertensão pulmonar na anemia falciforme e uma associação significativa também foi encontrada entre níveis elevados de CD40L e pacientes com histórico de Síndrome Torácica Aguda. Essas evidências sugerem que LIGHT e CD40L parecem estar contribuindo com a ativação dos leucócitos e do endotélio, exercendo um papel importante na fisiopatogenia da anemia falciforme e aparentemente nas manifestações clínicas desta doença. Os resultados encontrados neste estudo evidenciam a importância que as plaquetas e seus mediadores inflamatórios, LIGHT e CD40L, podem ter na propagação da inflamação vascular presente na anemia falciforme, se tornando possíveis alvos para novas abordagens terapêuticas

Abstract: Sickle cell disease results from a single amino acid substitution in the gene encoding the ?-globin subunit, leading to hemoglobin S production in red blood cells. Polymerization of deoxygenated sickle hemoglobin leads to decreased deformability of red blood cells, resulting in hemolytic...

Abstract: Sickle cell disease results from a single amino acid substitution in the gene encoding the ?-globin subunit, leading to hemoglobin S production in red blood cells. Polymerization of deoxygenated sickle hemoglobin leads to decreased deformability of red blood cells, resulting in hemolytic anemia and vaso-occlusive events. Platelets appear to play an important role in the vaso-occlusive process, as following their activation they express and secrete mediators that induce an inflammatory response in endothelial cells and leukocytes. The purpose of this study was to investigate the production and expression of LIGHT and CD40L on platelets, the presence of this protein in the plasma of controls (healthy subjects; CON), sickle cell anemia patients (AF) and sickle cell anemia patients on hydroxyurea therapy (AFHU). In addition, this study evaluated the involvement of platelets and their mediators, LIGHT and CD40L, in the activation of leukocytes and endothelial cells. Plasma levels of both cytokines were significantly higher in AF and AFHU individuals than in control individuals and interestingly, HU therapy was not associated with a reduction in these levels. A significant correlation was observed between levels of LIGHT with plasma levels of CD40L, IL-8, ICAM-1, Thrombospondin-1 and TNF-?, whereas the plasma concentration of CD40L correlated with levels of TNF-? and especially with plasma Thrombospondin-1. LIGHT expression was significantly higher on the surface of platelets from AF and AFHU subjects, compared with CON individuals and this expression demonstrated a correlation with markers of platelet activation. LIGHT secretion was determined by ELISA and significant concentrations of this cytokine could be detected in the supernatant of platelets from CON and AF individuals, indicating that platelets may be an important source of LIGHT. Although CD40L expression was not detected on the platelet surface in patients or controls, sickle platelets secreted an increased amount of CD40L, compared to controls. A significant correlation was observed between CD40L and LIGHT release in sickle cell patients, indicating that the production of these two proteins may be tightly coupled. The expression of LIGHT (HVEM and LT?R) and CD40L (CD40) receptors was evaluated by flow cytometry on the surface of platelets, neutrophils, lymphocytes and monocytes. An increased HVEM receptor expression was observed on the platelets and lymphocytes of sickle cell patients, whereas the expression of the CD40 receptor was elevated on platelets, neutrophils, lymphocytes and monocytes from sickle cell patients, compared to control subjects. Evaluating the contribution of platelets to leukocyte activation, we observed that platelets from sickle cell anemia individuals increased the expression of the activation marker, CD69, on lymphocytes and also induced a pro-inflammatory phenotype on monocytes. Co-culture of HUVEC with platelets demonstrated that sickle cell platelets have an increased ability to induce ICAM-1 expression on endothelial cells than platelets from control subjects. Furthermore, in the presence of anti-CD40L antibodies, a drastic reduction was observed in this increase. Although the expression of endothelial ICAM -1 was also reduced in the presence of anti-LIGHT antibodies, these results were not statistically significant. Interestingly, high plasma concentrations of LIGHT were associated with elevated tricuspid regurgitant velocity, indicative of pulmonary hypertension in sickle cell anemia. A significant association was also found between high levels of CD40L and patients with a lifetime history of acute chest syndrome. LIGHT and CD40L appear to contribute to leukocyte and endothelial activation, playing an important role in the pathophysiology of sickle cell anemia and apparently in the clinical manifestations of this disease. These results highlight the important role that platelets and their inflammatory mediators may play in the vascular inflammation that is known to occur in sickle cell anemia