BIANCA BERGAMO DE ARAJO
Componentes da matriz extracelular e seus
reguladores no msculo liso brnquico na asma
Tese apresentada Faculdade de Medicina da Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de Doutor em Cincias
rea de Concentrao: Patologia Pulmonar
Orientadora: Profa. Dra. Thais Mauad
So Paulo 2008
Dedico este trabalho
Ao meu Deus, pela companhia e cuidado constantes,
Aos meus queridos pais, Noel e Maria Lcia, por toda dedicao e amor incondicionais,
Aos meus lindos irmos, Fbio e Mrcio, pela amizade e apoio,
Aos meus avs, exemplos de vida, por todo amor recebido,
Ao Wanderson, por tornar minha vida mais bela,
Aos meus familiares e amigos.
Minha gratido,
querida Profa. Dra. Thais Mauad, minha orientadora, por proporcionar-me mais
que conhecimento cientfico e acadmico nestes quatro anos de doutorado.
Obrigada por todo auxlio e incentivo para que eu pudesse vivenciar outra Cultura,
e para que este trabalho se tornasse realidade. Meu apreo e admirao pela sua
dedicao e genialidade.
Aos grandes colaboradores para realizao deste trabalho: Profa. Dra. Marisa
Dolhnikoff, Dr. Luiz Fernando Ferraz da Silva, Sandra Morais Fernezlian e
Higor Alexandre Gomes.
Aos ps-graduandos: Tatiana Lanas, Diogenes Seraphim Ferreira, Aleta
Senhorini, Mana Maria Barbosa Morales, Ruy de Camargo Pires Neto, Denise
Simo Carnieli, Raquel Annoni, Ana Laura Nicoletti Carvalho, George Castro
Figueira de Mello, pelo apoio mtuo.
Aos funcionrios dos Laboratrios de Histologia e de Imunohistoqumica do
Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina da Universidade de So
Paulo (FMUSP), pelo processamento das lminas.
Aos funcionrios do Museu e Sala de Imagem, da Sala dos Residentes, e s
secretrias do Departamento de Patologia da FMUSP, por todo o auxlio.
Aos funcionrios do Servio de Verificao de bito da Faculdade de Medicina da
Universidade de So Paulo pelo auxlio na coleta do material.
Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES) pela
concesso da bolsa de estudo.
SUMRIO
LISTA DE TABELAS
LISTA DE FIGURAS
RESUMO
SUMMARY
1. INTRODUO ........................................................................................ 1
1.1 Asma - Definio ............................................................................. 2
1.2 Asma - Epidemiologia...................................................................... 3
1.3 Patognese da asma....................................................................... 4
1.3.1 Inflamao.......................................................................... 4 1.3.2 Alteraes estruturais brnquicas na asma........................ 5
1.4 Matriz extracelular ........................................................................... 8
1.4.1 Reguladores da matriz extracelular (MEC)....................... 12 1.4.2 Inibidores teciduais de metaloproteinases........................ 13
1.5 O msculo liso brnquico (MLB) na asma..................................... 13
1.5.1 Hipertrofia......................................................................... 15 1.5.2 Hiperplasia ....................................................................... 16
1.6 Deposio de MEC na camada do MLB........................................ 17
1.7 Mecanismos de alteraes da MEC no MLB na asma .................. 19
2. OBJETIVOS .......................................................................................... 24
2.1 Gerais ............................................................................................ 25
2.2 Especficos .................................................................................... 25
3. MTODOS ............................................................................................ 26
3.1 Casustica...................................................................................... 27
3.1.1 Indivduos de So Paulo................................................... 27 3.1.2 Indivduos de Perth........................................................... 28
3.2 Mtodos......................................................................................... 31
3.2.1 Histoqumica..................................................................... 31 3.2.2 Imunohistoqumica ........................................................... 31 3.2.3 Morfometria ...................................................................... 33 3.2.4 Anlise Estatstica ............................................................ 35
4. RESULTADOS ...................................................................................... 36
4.1 Casustica...................................................................................... 37
4.2 Morfometria ................................................................................... 38
4.3 Anlise histoqumica...................................................................... 40
4.4 Anlise imunohistoqumica ............................................................ 42
4.5 Subgrupos analisados ................................................................... 46
4.5.1 Fumantes versus no fumantes ....................................... 46 4.5.2 Uso de corticosteride...................................................... 47
5. DISCUSSO ......................................................................................... 49
6. CONCLUSES ..................................................................................... 60
7. PERSPECTIVAS FUTURAS ................................................................. 62
8. ANEXOS................................................................................................ 64
9. REFERNCIAS ..................................................................................... 69
APNDICE................................................................................................... 85
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Anticorpos e procedimentos utilizados na anlise imunohistoqumica .......................................................................65
Tabela 2. Dados clnicos do grupo de Asma Fatal, Asma No Fatal e Controle........ ...............................................................................66
Tabela 3. rea fracionada dos componentes de matriz extracelular no msculo liso brnquico na Asma Fatal, Asma No Fatal e Controle........................................................................................67
Tabela 4. rea fracionada das metaloproteinases 1, 2, 9 e 12; e inibidores das metaloproteinases 1 e 2 no interior do msculo liso brnquico nos casos de Asma Fatal e Controle.. ....68
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Representao macroscpica de pulmes (A) e via rea (B). .............................................................................................30
Figura 2. Representao da anlise morfomtrica realizada na camada do msculo liso brnquico............................................34
Figura 3. Representao histolgica de grande via area de indivduo do grupo Controle (A) e Asma Fatal (B)........ .. ..........38
Figura 4. rea fracionada de fibras elsticas no msculo liso brnquico em grandes e pequenas vias areas nos grupos Asma Fatal, Asma No Fatal e Controle....................................40
Figura 5. Fotomicrografias mostrando rea fracionada de fibras elsticas no msculo liso brnquico de indivduo do grupo Controle (A) e Asma Fatal (B)........ ...........................................41
Figura 6. Fotomicrografias mostrando rea fracionada de fibronectina no msculo liso brnquico de indivduo do grupo Controle (A) e Asma Fatal (B) ..................................................................43
Figura 7. rea fracionada de fibronectina no msculo liso brnquico em grandes e pequenas vias areas nos grupos Asma Fatal e Controle. ........................................................................43
Figura 8. Fotomicrografias mostrando expresso de metaloproteinase-9 e metaloptoteinase-12 no msculo liso brnquico, epitlio e lmina prpria de indivduo do grupo Controle (A) e Asma Fatal (B)....................................................44
Figura 9. Expresso de metaloproteinase-9 no msculo liso brnquico de grandes e pequenas vias areas nos grupos de Asma Fatal e Controle. .........................................................45
Figura 10. Expresso de metaloproteinase-12 no msculo liso brnquico de grandes e pequenas vias areas nos grupos de Asma Fatal e Controle. .........................................................45
Figura 11. Expresso de metaloproteinase-9 no msculo liso brnquico de grandes e pequenas vias areas no grupo de Asma Fatal.................................................................................47
Figura 12. rea fracionada de fibras elsticas no msculo liso brnquico de grandes e pequenas vias areas no grupo de Asma Fatal. .....48
RESUMO Arajo BB. Componentes da matriz extracelular e seus reguladores no msculo liso brnquico na asma [tese]. So Paulo: Faculdade de Medicina, Universidade de So Paulo; 2008. 84p. A matriz extracelular e as clulas musculares lisas das vias areas esto intimamente interrelacionadas. Poucos estudos porm, avaliaram a composio dos diferentes componentes da matriz extracelular e seus reguladores na camada do msculo liso brnquico na asma. Utilizando um programa de anlise de imagens, a rea fracionada do colgeno total e das fibras elsticas foi quantificada no interior do msculo liso brnquico de 35 indivduos que faleceram devido a um ataque de asma (Asma Fatal), e comparada com 10 casos de indivduos com asma e que faleceram de outras causas (Asma No Fatal), e com 22 indivduos controles sem patologia pulmonar. Expresso dos colgenos I e III, fibronectina, versicam, metaloprotease (MMP)-1, 2, 9 e 12, e inibidores de metaloprotease 1 e 2 foram quantificados no interior do msculo liso brnquico de 22 casos de asma fatal e 10 controles. Nas grandes vias areas dos casos de asma fatal, a rea fracionada das fibras elsticas foi significativamente maior na camada do msculo liso brnquico quando comparada com os grupos de Asma No Fatal e Controle. Semelhantemente, fibronectina, MMP-9 e MMP-12 estavam aumentadas no msculo liso das grandes vias areas nos casos de asma fatal quando comparadas aos controles. Apenas aumento das fibras elsticas foi observado nas pequenas vias areas na Asma Fatal, e somente quando comparadas aos casos de Asma No Fatal. O conjunto dos resultados mostra que h uma composio alterada dos elementos da matriz extracelular e um ambiente de degradao protica no msculo liso brnquico de indivduos que morreram por asma, o qual pode acarretar importantes conseqncias nas funes sintticas e mecnicas do msculo liso das vias reas. Descritores: 1.Msculo liso 2.Matriz extracelular 3.Asma 4.Metaloproteases 5.Inibidores de proteases
SUMMARY
Arajo BB. Extracellular matrix components and regulators in the airway smooth muscle in asthma [thesis]. So Paulo: Faculdade de Medicina, Universidade de So Paulo; 2008. 84p. There is an intimate relationship between the extracellular matrix (ECM) and smooth muscle cells within the airways. Few studies have comprehensively assessed the composition of different ECM components and its regulators within the airway smooth muscle (ASM) in asthma. With the aid of image analysis, the fractional area of total collagen and elastic fibres was quantified within the ASM of 35 subjects with Fatal Asthma (FA) and compared with 10 Nonfatal Asthma (NFA) patients and 22 nonasthmatic control cases. Expression of collagen I and III, fibronectin, versican, matrix metalloprotease (MMP)-1, 2, 9 and 12 and tissue inhibitor of metalloprotease-1 and 2 was quantified within the ASM in 22 FA and 10 control cases. In the large airways of FA cases, the fractional area of elastic fibres within the ASM was increased compared with NFA and controls. Similarly, fibronectin, MMP-9 and MMP-12 were increased within the ASM in large airways of FA cases compared with controls. Elastic fibres were increased in small airways in FA only in comparison with NFA cases. The results shower that, there is altered extracellular matrix composition and a degradative environment within the airway smooth muscle in fatal asthma patients, which may have important consequences for the mechanical and synthetic functions of airway smooth muscle. Descriptors: 1.Smooth muscle 2.Extracellular matrix 3.Asthma 4.Metalloproteases 5.Inhibitor of Protease
1. INTRODUO
Introduo
2
1.1 Asma - Definio
A asma uma doena inflamatria crnica caracterizada por
hiperresponsividade das vias areas e por limitao varivel ao fluxo areo,
reversvel espontaneamente ou com tratamento, manifestando-se
clinicamente por episdios recorrentes de sibilncia, dispnia, aperto no peito
e tosse, particularmente noite e pela manh ao despertar (GINA 2006).
A hiperresponsividade brnquica, uma das caractersticas dos
pacientes asmticos, o estreitamento excessivo da via area, que ocorre em
resposta ao desafio da via area a uma ampla variedade de agonistas
inflamatrios e irritantes no especfico, como frio, ar seco e gases oxidantes.
Apesar da hiperresponsividade brnquica ser o substrato de base do
estreitamento varivel das vias areas caracterstico da asma, o seu
mecanismo no est ainda bem estabelecido. No se sabe se, este fenmeno
causado por alteraes fundamentais do fentipo muscular ou se causado
por alteraes estruturais-mecnicas dos elementos no contrteis, ou ainda
por alteraes na relao entre a parede da via area e o parnquima
pulmonar adjacente (King et al., 1999; Brusasco et al., 1998). Embora os
mecanismos que envolvem esta hiperresponsividade permaneam obscuros,
acredita-se que o msculo liso brnquico (MLB) dos asmticos seja um dos
principais responsveis pelo fenmeno (An et al., 2007).
Introduo
3
1.2 Asma - Epidemiologia
Apesar de a asma ser uma doena cujos mecanismos patogenticos
e teraputicos so relativamente bem conhecidos, a mortalidade aumentou
de maneira estatisticamente significante na dcada de 80, em nvel mundial,
e o termo paradoxo da asma foi introduzido para descrever esta observao.
Mais recentemente, parece ter havido uma queda gradual na mortalidade da
asma em alguns pases onde as estatsticas de mortalidade so atualizadas
de maneira acurada. Esta tendncia tem sido observada particularmente em
pases que adotaram teraputicas modernas no tratamento de asma, entre
elas o uso de corticosteride inalatrio (Baluga et al., 2001; Sly, 2004; Neffen
et al., 2006).
No Brasil, estima-se que 11% da populao seja asmtica (Masoli et
al., 2004). A asma um grande problema de sade pblica brasileira.
Anualmente ocorrem cerca de 350.000 internaes por asma no Brasil,
constituindo-se na quarta causa de hospitalizao pelo Sistema nico de
Sade (2,3% do total) e sendo a terceira causa entre crianas e adultos
jovens (Ministrio da Sade, 2004). O estudo multicntrico ISAAC
(International Study for Asthma and Allergies in Childhood) realizado em 56
pases mostrou uma variabilidade de asma ativa de 1,6% a 36,8%, estando
o Brasil em 8 lugar, com uma prevalncia mdia de 20% (ERJ, 1998).
Estima-se que cerca de 2000 pessoas morram por ano no Brasil em
decorrncia da asma, sendo 200 delas na cidade de So Paulo (Mauad et
al., 2008).
Introduo
4
1.3 Patognese da asma
1.3.1 Inflamao
A inflamao brnquica constitui um dos mais importantes fatores
patognicos da asma. resultante de interaes complexas entre clulas
inflamatrias, mediadores e clulas estruturais das vias areas (Barnes et
al., 1997; Djukanovic et al., 1990). Est presente em pacientes com asma de
incio recente, em pacientes com formas leves da doena e mesmo entre os
assintomticos (Vignola et al., 1998a).
A resposta inflamatria tem caractersticas especiais que incluem
infiltrao eosinoflica, degranulao de mastcitos e ativao de clulas T
helper (auxiliadoras) 2 que produzem citocinas, como as interleucinas IL-4,
IL-5, IL-13, entre outras, responsveis pelo incio e manuteno do processo
inflamatrio (Bousquet et al., 1990). A presena de inflamao crnica
poderia agir, teoricamente, em cada um dos compartimentos da via area,
inclusive entre as clulas do msculo liso brnquico, com infiltrao de
mastcitos (Brightling et al., 2002), tendo como conseqncia as alteraes
de carter anatmico. sabido que a inflamao, que pode seguir um
quadro agudo ou apresentar-se de maneira crnica, promove dano tecidual
progressivo.
Introduo
5
1.3.2 Alteraes estruturais brnquicas na asma
Um aspecto importante da asma so as alteraes estruturais da
parede dos brnquios. Atravs de seus mediadores, as clulas inflamatrias
causam leses e alteraes na integridade epitelial, anormalidades no
controle neural autonmico e no tnus da via area, alteraes na
permeabilidade vascular, hipersecreo de muco, mudanas na funo
mucociliar e aumento da reatividade do msculo liso da via area (Holgate,
2000).
Acredita-se que as alteraes estruturais das vias areas, muitas delas
de carter definitivo, possam ser responsveis pela obstruo persistente das
vias areas e perda progressiva da funo pulmonar observadas nestes
pacientes (Mauad et al., 2007; Chiappara et al., 2001; Lange et al., 1998).
Tambm sugerido que as alteraes estruturais brnquicas estejam
associadas com a gravidade da doena (Chetta et al., 1997).
1.3.2.1 Remodelamento brnquico na asma
O termo Remodelamento Brnquico normalmente utilizado para
expressar modificaes estruturais que ocorrem nos pulmes,
especialmente em situaes patolgicas decorrentes do prprio processo
inflamatrio e da falta de reparo adequado injria crnica (Vignola et al.,
2003). Vrias alteraes estruturais so relatadas no remodelamento
brnquico. As principais alteraes estruturais das vias areas descritas na
asma, resumidamente, so:
Introduo
6
Epitlio de revestimento brnquico:
No indivduo fora da crise observa-se metaplasia de clulas
caliciformes, e em menor grau, metaplasia escamosa. Nos casos de asma
grave e fatal observa-se intensa descamao epitelial que concede ao
epitlio um aspecto frgil (Mauad e Dolhnikoff, 2008). O principal fator que
pode levar leso epitelial na asma a ao de produtos derivados da
degradao de eosinfilos, entre eles a MPB (protena bsica principal),
protena com ao citotxica epitelial (Rennard et al., 1995). Alm da funo
de barreira fisiolgica, o epitlio brnquico exerce um importante papel na
resposta inflamatria. A leso epitelial cria condies que facilita a ao de
linfcitos T helper 2, mantm o processo inflamatrio eosinoflico atravs de
citocinas como o fator estimulante de colnia de granulcitos e macrfagos
(GM-CSF) (GINA 2006).
Membrana basal epitelial:
Representa uma camada de matriz extracelular especializada,
composta por colgeno tipo IV, proteoglicanos e fibronectina, a qual exerce
significante influncia no crescimento celular, maturao, funo celular,
suporte mecnico e barreira qumica. Na asma, a verdadeira membrana
basal est ntegra. Contudo, existe uma caracterstica deposio de
colgeno I, colgeno III e fibronectina na regio abaixo da membrana basal
epitelial (lamina reticular) que tpico desta doena (Roche et al., 1989).
Introduo
7
Lmina prpria:
Esta camada da via area contm, basicamente, elementos da matriz
extracelular, vasos e clulas inflamatrias. Os processos inflamatrios a
deposio de matriz e a angiognese encontradas na asma podem causar
um espessamento desta camada, promovendo uma diminuio acentuada
da luz da via area (James et al., 1989).
Msculo liso brnquico:
Vrios estudos em asma fatal e no fatal mostraram que h hipertrofia
e hiperplasia da camada de msculo liso, sendo essa alterao um fator
chave na patognese da asma. Pacientes que morreram de um episdio
agudo de asma apresentam aumento na espessura da camada muscular
comparados com os que morreram de outras causas (Carroll et al., 1993).
Detalhes desses processos sero descritos adiante.
Glndulas submucosas:
Na asma observa-se hiperplasia e hipertrofia de glndulas
submucosas que contribuem para a excessiva produo de muco presente
na asma fatal. Tampes mucosos so caractersticos desta doena e
ocorrem em vias areas de todos os tamanhos (Benayoun et al., 2003).
Adventcia
A adventcia a camada mais externa da parede da via area e inclui
tecido conectivo fibroso, componente vascular e cartilagem, esta ltima
Introduo
8
presente apenas nas grandes vias areas. Espessamento da adventcia nas
pequenas vias areas de asmticos tem sido descrito (Bai et al., 2000,
Dolhnikoff et al., 2008 submetido). Alm de estreitar o lmen, o
espessamento desta camada pode aumentar a capacidade de contrao do
MLB pelo desacoplamento do msculo carga aplicada pelo recolhimento
elstico pulmonar.
Alm das alteraes estruturais citadas acima, os componentes da
matriz extracelular (MEC) dos pulmes (fibras elsticas e colgenas,
proteoglicanos e glicoprotena), as metaloproteinases (MMPs) e seus
reguladores teciduais (TIMPs) podem estar alterados na asma.
1.4 Matriz extracelular
A MEC tem um papel importante na manuteno da estrutura e
funo das vias areas. As protenas da MEC esto envolvidas na interao
clula-clula, clula substrato de adeso, recebendo e emitindo sinais
moleculares, controlando a arquitetura tissular, orquestrando a adeso, a
migrao, a proliferao e a diferenciao celular (Johnson et al., 2004;
Parameswaran et al., 2006). A composio da MEC envolve processos
dinmicos de produo e degradao de protenas da matriz. As fibras
colgenas e elsticas, os proteoglicanos e as glicoprotenas so as
principais protenas da matriz extracelular. Os principais fatores que
controlam esse processo so as metaloproteinases (MMPs), os inibidores de
Introduo
9
metaloproteinases (TIMPs) e os fatores de crescimento (James, 2005). Em
um processo inflamatrio como o que ocorre na asma este equilbrio
prejudicado, resultando em uma quantia anormal da matriz depositada como
tambm, uma composio alterada dos seus componentes.
Os principais componentes da MEC que participam do
remodelamento brnquico na asma so:
Fibras Elsticas: Tm como principal componente a elastina que
uma glicoprotena estrutural. Diferentes propores de elastina e
microfibrilas promovem caractersticas funcionais variveis, adaptveis s
necessidades locais dos tecidos (Kielty et al., 2002). O desenvolvimento da
elastognese se d atravs de trs estgios graduais e sucessivos: fibras
oxitalnicas (formadas exclusivamente por microfibrilas e sem elastina),
elaunnicas (formadas por grande quantidade de microfibrilas e pouca
elastina) e fibras elsticas maduras (formadas por grande quantidade de
elastina e poucas microfibrilas). Assim, a propriedade da fibra relatada pela
sua grande quantidade de elastina, sendo que as fibras oxitalnicas e
elaunnicas, sem ou com pouca elastina, dariam resistncia tenso
mecnica, o que representa ser um elemento capaz de sustentar as
variaes de distenso a que se submetem, garantindo assim sua
integridade. J as fibras elsticas maduras, as quais possuem grande
quantidade de elastina, representariam o elemento responsvel pela
distensibilidade reversvel do tecido conectivo, sendo capaz de aumentar at
uma vez e meia o seu comprimento e retornarem ao seu comprimento inicial,
Introduo
10
regulando a patncia das vias areas e o recolhimento elstico pulmonar
(Paniagua et al., 1983). So sintetizadas por fibroblastos, MLB, condrcitos e
hidrolisadas facilmente por elastases.
Fibras colgenas: O colgeno uma glicoprotena estrutural, com
peso molecular de 290 quilodalton, composto pelos aminocidos glicina
(33,5%), prolina (12%) e hidroxiprolina (10%) formando trs cadeias
polipeptdicas enroladas entre si configurando uma estrutura de tripla hlice.
formado por fibrilas e microfibrilas que originam as fibras com dimetros
variados e presentes sob a forma de uma rede delicadamente tranada ou
de feixes espessos (Gelse et al., 2003). No pulmo j foram identificados
mais de 20 tipos diferentes de colgenos (Suki et al., 2005). Entre os vrios
tipos de colgenos, os tipos I e III so os mais abundantes e com
distribuio difusa no tecido pulmonar. O colgeno tipo I produzido pelos
fibroblastos, conferindo um grau de polimerizao mxima e conferindo
maior capacidade de resistir s tenses. O colgeno tipo III produzido
pelas clulas do msculo liso e clulas reticulares, conferindo ao msculo
liso, o tecido hematopoitico e nervos as suas propriedades, devida a mdia
polimerizao das suas finas fibrilas (Junqueira e Carneiro, 2000).
Proteoglicanos: Os proteoglicanos (PGs) representam uma famlia
de macromolculas composta por uma protena central e cadeias laterais de
polissacardeos sulfatados, glicosaminoglicanos (GAGs), covalentemente
ligadas (Iozzo, 1985). A protena, sintetizada no retculo endoplasmtico
Introduo
11
rugoso, tem a funo principal de interagir especificamente com outras
macromolculas alvo, repercutindo na distribuio dos PGs nos tecidos
(Pogny et al., 1994; Sini et al., 1997). As cadeias GAGs so ionicamente
carregadas e funcionam fisicamente como criadoras de compartimentos
preenchidos por gua, mantendo a matriz hidratada (Hardingham, 1992;
Yanagishita, 1993). Vrios PGs como biglicano, decorina, lumicam,
heparina, versicam, entre outros, foram identificados na MEC, na superfcie
ou entre as clulas. Participam da organizao de fibras colgenas (Wiberg
et al., 2002), do equilbrio hdrico tecidual, auxiliam a migrao (Saika et al.,
2000) e influenciam a permeabilidade vascular (Iozzo, 1985). Versicam um
grande proteoglicano chondroitin sulfato isolado a partir de culturas de
fibroblastos humanos com uma protena central rica em resduos de cido
glutmico, serina e treonina. Sua estrutura complexa com vrios domnios de
ligao confere a este PG participao em vrias funes como estimular a
proliferao e diferenciao celular, e inibir a formao de tecido
cartilaginoso (Zhang et al., 1998; de Kluijver et al., 2005).
Glicoprotenas: A principal alterao de glicoprotenas descrita na
asma a deposio subepitelial de fibronectina, tenascina e laminina (Vignola
et al., 2003). Dentre os componentes da matriz extracelular, a fibronectina, um
dmero de 450 quilodalton, caracterizada por ser uma protena com a funo
de adeso entre as clulas, em outras molculas de fibronectina e em
estruturas fibrosas da matriz, serve de ponte de unio entre as clulas no
epiteliais, promove a migrao celular e a quimiotaxia, regulando a
Introduo
12
proliferao e diferenciao celular (Hocking, 2002). Fibronectina esta
altamente expressa em tecidos lesados, com importante implicao no reparo
tecidual (Limper e Roman, 1992), sendo que nveis aumentados de
fibronectina no lavado broncoalveolar de pacientes asmticos, correlaciona-se
com a imunorreatividade de macrfagos alveolares.(Vignola et al., 1996).
1.4.1 Reguladores da matriz extracelular
Metaloproteinases: De acordo com sua estrutura e substrato
especfico ao qual se liga, membros da famlia das metaloproteinases so
classificados em subgrupos de colagenases, estromelisinas, matrilisinas,
metaloproteinases tipo-membrana, gelatinases e outras MMPs. Constituem
uma famlia de proteinases que contm um on zinco no seu stio cataltico.
Apresentam ampla gama de funes fisiolgicas e patolgicas, incluindo o
desenvolvimento embrionrio, reparos teciduais, ovulao, funes
macrofgicas e neutroflicas, desenvolvimento de cncer, remodelao ssea
entre outros (Yoon et al., 2003). Clulas mesenquimais, epiteliais, macrfagos
e neutrfilos so capazes de sintetizar as MMPs. Vrias MMPs tm sido
implicadas no processo de remodelamento brnquico na asma,
principalmente as MMP-2 e MMP-9, da famlia das gelatinases, capazes de
degradar elastina, fibronectina, colgenos I, II, III e IV, ser pr-MMP-9 e 13. A
MMP-1, da famlia das colagenases intersticiais, a qual degrada colgeno I, II,
III, VII, VIII e X, e gelatina, pr-MMP-9 e moduladora do Fator de
Crescimento Insulnico (GFI). J a MMP-12, uma metaloelastase capaz de
Introduo
13
degradar elastina e influenciar no recrutamento de clulas inflamatrias
(Gueders et al., 2006).
1.4.2 Inibidores teciduais de metaloproteinases
A inibio das formas ativas das MMPs pode dar-se pela ao de
seus inibidores teciduais (TIMPs). So quatro os TIMPs descritos (1, 2, 3, 4).
Com exceo do TIMP-3, so secretados sob forma solvel. Todos so
capazes de efetuar fortes ligaes com membros da famlia das MMPs, com
conseqente formao de complexos inibitrios. So importantes no
estabelecimento de balano entre sntese e degradao da MEC induzidas
pelas MMPs (Yoon et al., 2003). Estudo ps leso do tecido muscular
esqueltico mostra que a TIMP-1 ativada numa fase mais precoce (6
horas), enquanto que a TIMP-2 apresenta-se ativada aps 2 dias. As TIMPs
1 e 2 possivelmente tm papis diferentes de acordo com o tempo do dano
tissular e de reparo (Koskinen et al., 2001).
1.5 O msculo liso brnquico na asma
Evidncias sugerem que a clula muscular lisa o componente mais
importante envolvido na patognese da asma, pois alm de modular o tnus
broncomotor, participa na funo imunomoduladora da orquestrao e
perpetuao da inflamao das vias areas (An et al., 2007; Chung et al.,
Introduo
14
2000). Alm da capacidade proliferativa e contrtil, o msculo liso brnquico
tambm uma importante fonte de citocinas pr-inflamatrias, quimiocinas e
fatores de crescimento, e componentes da matriz extracelular (Panettieri,
2003; Howarth et al., 2004). Estudos patolgicos de quase um sculo atrs
demonstram que o MLB de pacientes asmticos est aumentado (Huber e
Koessler, 1922), desde ento, esta observao vem sendo repetidamente
confirmada por Kuwano et al., 1993; James et al., 1989; Heard e Hossain,
1973; Carroll et al., 1993; Takizawa e Thurlbeck, 1971; Ebina et al., 1990;
Sobonya, 1984; Bai et al., 2000; Saetta et al., 1991; Thomson et al., 1993;
Woodruff et al., 2004, e os dados destes estudos mostram que a quantia do
MLB, comparado com casos controles, est aumentado de 50 a 400% do
MLB nos casos de asma fatal e de 25 a 200% nos casos de asma no fatal,
dependendo do tamanho da via area examinada, e h correlao com a
hiperreatividade e aumento da resistncia das vias areas. Avanos tm
sido feitos para identificar os processos mitognicos e as vias que modulam
o crescimento do MLB (Noveral et al., 1994).
O paradigma a respeito do aumento da quantia do MLB na asma
que a inflamao crnica secreta mediadores que resulta em proliferao do
MLB (Ma et al., 1998; Panettieri, 1998). Alguns fatores de crescimento esto
aumentados no lavado broncoalveolar (LBA) das vias areas de asmticos
como, por exemplo: Fator de Crescimento Epidermal (EGF), Fator de
Crescimento Insulnico (GFI), entre outros, que podem alterar a
contratilidade e a homeostase do clcio e induzir hipertrofia e hiperplasia do
MLB, podendo ento as clulas musculares lisas responderem a substncias
Introduo
15
que elas prprias secretam (sinalizao autcrina) (Laazar et al., 2000). De
et al. (1993) demonstraram que a ao da IL-1 atua como um fator
mitognico para o msculo liso devido a secreo autcrina de Fator de
Crescimento Derivado das Plaquetas (PDGF).
Ebina et al. (1990, 1993) compararam grandes e pequenas vias
areas de 16 casos de asma fatal com indivduos no asmticos. Eles
observaram duas categorias de pacientes baseados na distribuio do MLB,
o tipo I com aumento do nmero de clulas do MLB (hiperplasia) somente na
via area central, e o tipo II com aumento do tamanho do msculo liso
(hipertrofia) nas vias areas centrais e perifricas. Este aumento da massa
do MLB pode ser devido a um aumento na proliferao, sobrevivncia ou
recrutamento de clulas progenitoras de MLB.
1.5.1 Hipertrofia
O aumento do tamanho das clulas do msculo liso brnquico
contribui para o espessamento da mucosa brnquica, o qual pode resultar
de numerosos fatores estimulantes, incluindo cargas aumentadas
(decorrentes do prprio espessamento da parede brnquica e de repetidos
episdios de broncoespasmo) (Vignola et al., 1998a). A hipertrofia tem sido
reportada em grandes e pequenas vias areas em casos de asma fatal
(Ebina et al., 1993), mas no nas grandes vias areas em casos moderados-
graves de asma (Woodruff et al., 2004). Benayoun et al. (2003) reportaram
um aumento de aproximadamente 1,5 vezes no dimetro de clulas de
Introduo
16
msculo liso de grandes vias areas de pacientes com asma intermitente e
moderada, e 3 vezes nos indivduos com asma grave em relao a
pacientes controles.
1.5.2 Hiperplasia
In vitro o MLB de asmticos apresenta uma taxa de proliferao maior
(Johnson et al., 2001), que em parte pode ser devido uma acelerada atividade
metablica (Trian et al., 2007) ou conseqncia a uma MEC de composio e
quantidade alteradas (Johnson et al., 2004). A inflamao na asma tambm
est associada com a produo de numerosos fatores mitognicos para o
MLB (Panettieri, 1998). Um estudo experimental de Bai et al. (1995)
demonstrou um aumento da sntese de DNA no msculo liso das vias areas
de porquinhos-da-ndia sensibilizados com ovoalbumina, aps provocao
duas vezes por semana, por seis meses, quando comparado com animais-
controles submetidos provocao com soluo salina. Os sinais que
estimulam a proliferao do MLB podem ser divididos em dois grupos
baseados nos receptores de superfcie que eles interagem (Hirst et al., 2000).
Fatores de crescimento de polipetdeos, como o Fator de Crescimento de
Fibroblasto (FGF) interagem com os receptores de superfcie especficos com
atividade intrnseca da protena tirosina-quinase. Outros estimulantes
mitognicos como a histamina e a trombina interagem com protenas G.
Ambas as vias ativam a quinase reguladora extracelular (ERK) e a
fosforilao da protena do retinoblastoma, aumentando a produo da ciclina
Introduo
17
e a degradao do inibidor p27 KIP 1. Estes eventos resultam na fase S do
ciclo da clula (sntese de DNA) e progride com a diviso celular. Heard e
Hossain (1973) descreveram que o nmero de ncleos de micitos por
volume de MLB estava aumentado nas grandes vias areas de 5 casos de
asma fatal, comparados com indivduos no asmticos.
1.6 Deposio de MEC na camada do MLB
Outro componente que poderia contribuir para o espessamento da
camada muscular na asma seria um aumento da deposio da MEC na
camada muscular lisa das vias areas.
As clulas do MLB so capazes de secretar uma grande variedade de
protenas da matriz, incluindo fibronectina, fibras colgenas, fibras elsticas,
hialorunan, laminina e versicam.
Na asma, deposio anormal de protenas da MEC tem sido descrita
nas camadas da submucosa e adventcia de grandes e pequenas vias
areas (Mauad et al., 1999; Mauad et al., 2004; Chakir et al., 2003; De
Medeiros et al., 2005), incluindo anormalidades nos colgenos, laminina,
tenascina e fibronectina (Laitinen et al., 1997; Wilson e Li, 1997). Mauad et
al. (1999) observaram um aumento das fibras elsticas na submucosa de
vias areas centrais de indivduos que morreram por asma e um menor
contedo de fibras elsticas quando se considera apenas a regio
subepitelial dessas vias areas em comparao aos controles. A perda de
Introduo
18
acoplamento das fibras elsticas na membrana basal poderia resultar em
uma diminuio da forca elstica da via area, facilitando o mecanismo de
broncoconstrio.
Na asma grave e fatal, os proteoglicanos versicam, biglicam e
lumicam esto aumentados na lmina prpria e ao redor do MLB (De
Medeiros et al., 2005; Pini et al., 2007; de Kluijver et al., 2005). Roberts
(1995) encontrou deposio dos proteoglicanos versicam e cido hialurnico
entre as fibras do MLB e na submucosa de vias areas de asmticos,
sugerindo que a presena aumentada destas substncias poderia contribuir
para as alteraes mecnicas observadas em uma via area espessa. Par
et al. (1997) notaram que, se a deposio de colgeno ocorrer na matriz
subepitelial a contrao do msculo liso pode ser dificultada, devido a
resistncia compresso e tenso, entretanto, se a deposio dessas
protenas estiverem entre as clulas do msculo liso brnquico, podem
promover um enrijecimento e estreitamento das paredes das vias areas. No
entanto, McParland et al. (2003) relatam que a deposio de matriz
extracelular na camada do MLB pode aumentar a carga e dificultar a
contrao desta musculatura, prevenindo o estreitamento excessivo das vias
areas. Estudos in vitro demonstram que a digesto da MEC com
colagenase promove um aumento da gerao de fora e encurtamento do
msculo liso nas vias areas de humanos (Bramley et al., 1995), consistente
tambm com os achados de Niimi et al. (2003), que sugerem que fibrose na
parede da via area protege contra reatividades excessivas.
Introduo
19
Hirst et al. (2000) observaram que a resposta proliferativa das clulas
do msculo liso era maior quando acrescentava determinados componentes
da MEC, como fibronectina e colgeno I, sendo que, culturas de MLB podem
variar seus fentipos em relao as condies de cultura (Ma et al., 1998).
De acordo com Johnson et al. (2000), clulas de MLB de indivduos normais
expostas em soro de indivduos com asma, produziram nveis aumentados
de protenas da MEC. E ainda, peptdeos de elastina degradada cultivadas
com clulas musculares lisas de artrias coronrias de porcos estimularam a
mitose de clulas musculares lisas (Mochizuki et al., 2002). Slats et al.
(2008), descreveram uma correlao entre a hiperresponsividade brnquica
e elastina na parede brnquica de indivduos asmticos. As clulas de MLB
podem desenvolver um fentipo secretrio, proliferativo e um aumento das
protenas contrteis, resultando em um estado hipercontrtil celular de
acordo com a composio da MEC que as circunda (Panettieri, 1998).
1.7 Mecanismos de alteraes da MEC no MLB na asma
Entre as protenas que parecem ter importante papel no
remodelamento brnquico encontram-se as metaloproteinases. As MMPs
so reconhecidas como coadjuvantes importantes em processos patolgicos
pulmonares, tm a capacidade de clivar protenas estruturais como as fibras
colgenas e elsticas.
Introduo
20
Na presena de inflamao crnica, macrfagos e neutrfilos so
capazes de sintetizar metaloproteinases. Alm disso, as prprias clulas
mesenquimais so capazes de produzir MMPs em condies associadas ao
remodelamento tissular (Emonard et al., 1989). Vrias so as MMPs que tm
sido implicadas no processo de remodelamento brnquico na asma. Xie et
al. (2005) observaram in vitro que clulas do MLB expressavam MMP-12 ao
serem induzidas com IL-1, sendo que, a expresso dessa metaloproteinase
pode ativar outras MMPs, clivar protenas da MEC, promover migrao de
clulas inflamatrias e induzir uma atividade elastoltica aumentada
agravando doenas respiratrias como a asma. Poucos trabalhos
avaliaram o papel da MMP-1 na asma. Rajah et al. (1999) mostraram
expresso aumentada de MMP-1 em MLB de asmticos e sugeriram que
MMP-1 poderia induzir a hiperplasia de MLB, alm de clivar os
colgenos tipo I e III, os mais importantes colgenos fibrilares da MEC
pulmonar. Elshaw et al. (2004) tambm demonstraram que o MLB expressa
constitutivamente MMP-2, capaz de degradar colgeno tipo IV, um dos
maiores componentes da camada subepitelial da membrana basal. J, a
MMP-3, capaz de degradar uma ampla gama de protenas incluindo
colgenos tipos IV e V, fibronectina, elastina e proteoglicanos (Whitelock et
al., 1996). Kelly e Jarjour (2003) encontraram aumento da expresso de
MMP-9 no lavado broncoalveolar e no escarro durante exacerbao
asmtica, voltando a nveis normais aps estabilizao da crise. Porm,
Vignola et al. (1998b) encontraram nveis aumentados de MMP-9 em escarro
de pacientes com asma estvel. A imunorreatividade subepitelial de MMP-9
Introduo
21
tem sido associada com a gravidade da asma (Wenzel et al., 2003), sendo a
MMP-9 considerada a metaloproteinase predominante nas vias areas de
indivduos asmticos.
Alm das MMPs, os inibidores teciduais de metaloproteinases
tambm contribuem para o reparo tecidual e remodelamento brnquico
encontrado na parede brnquica de asmticos. O equilbrio entre as MMPs e
seus inibidores controla a deposio dos componentes da MEC nos tecidos.
A expresso de TIMP-1 tambm foi encontrada em LBA durante
exacerbaes de pacientes com asma (Kelly e Jarjour et al., 2003).
Ao longo dos anos, o grupo do Departamento de Patologia Pulmonar
da Faculdade de Medicina da Universidade de So Paulo, vem
organizando um banco de tecidos de pulmes de indivduos que morreram
por asma e que foram submetidos a autpsia no Servio de Verificao de
bitos da Capital. Estes pacientes tm em comum apresentarem asma
grave pobremente controlada, baixo uso de corticosterides inalados,
ausncia de acompanhamento mdico regular, baixo ndice scio econmico
e educacional (Mauad et al., 2008).
Desde ento, vrios trabalhos j foram publicados utilizando-se deste
material e vrios outros esto em andamento. A pesquisa realizada nesse
material tem a vantagem de nos proporcionar o acesso a diferentes regies
do tecido pulmonar e de vias areas de vrios calibres, permitindo tambm
a anlise das diferentes camadas da parede brnquica.
Nos ltimos anos, temos desenvolvido colaboraes com outros grupos
de pesquisadores que trabalham com o tecido de pacientes que faleceram
Introduo
22
de asma. Entre eles, temos colaborado com o Professor Alan James e seu
grupo, de Perth, Austrlia. Esta colaborao nos permitiu acesso ao tecido
de um grupo de pacientes que apresentavam asma (em geral leve) e que
morreram de outras causas que no asma. Este grupo de estudo
importante de ser acrescentado ao nosso, pois pode fornecer informaes
importantes sobre as especificidades de nossos achados em relao asma
ou a sua gravidade.
No entanto, a pesquisa com este material apresenta algumas
limitaes importantes, como a ausncia de dados relativos funo
pulmonar ou dados confiveis em relao terapia medicamentosa. A
ausncia destes dados no nos permite avanar nos mecanismos
relacionados relao estrutura-funo neste material.
O material de autpsia portanto, til para a caracterizao da matriz
extracelular nos diversos compartimentos pulmonares em pacientes com
asma.
At o momento do desenho deste estudo, havia poucos estudos em in
vivo onde a composio dos diferentes componentes da MEC e seus
reguladores no interior do msculo liso de grandes e pequenas vias areas
era descrita de maneira abrangente (Pini et al., 2007). Acreditamos haver
importantes razes para entender melhor este assunto. Primeiro, alteraes
da composio da MEC no MLB podem afetar suas propriedades contrteis.
Segundo, descrever a expresso das MMPs e TIMPs no MLB pode
aumentar o conhecimento do envolvimento do MLB no remodelamento na
Introduo
23
asma. Terceiro, uma composio alterada da MEC pode influenciar o
fentipo das clulas do MLB (Johnson et al., 2000).
Assim, o presente estudo tem como objetivo caracterizar os principais
componentes da MEC e seus reguladores em vias areas grandes e
pequenas de indivduos que faleceram devido a um ataque de asma (asma
fatal), comparar com indivduos com asma e que faleceram de outras
causas, e indivduos sem patologia pulmonar.
2. OBJETIVOS
Objetivos
25
2.1 Gerais
Caracterizar as alteraes dos componentes da matriz extracelular e
seus reguladores na camada muscular lisa das vias areas de indivduos
com asma.
2.2 Especficos
2.1.2 Determinar a frao de rea de colgeno total e fibras elsticas no
msculo liso de vias areas grandes e pequenas de indivduos falecidos por
asma, comparando com indivduos asmticos falecidos por causas no
pulmonares e com indivduos falecidos por causas no pulmonares, no
asmticos e sem doena pulmonar autpsia.
2.2.2. Quantificar a frao de rea dos colgenos I e III, versicam,
fibronectina, a expresso das metalopreinases 1, 2, 9 e 12, e dos inibidores
das metaloproteinases 1 e 2 no msculo liso de vias areas grandes e
pequenas de indivduos falecidos por asma e comparar com indivduos
falecidos por causas no pulmonares, no asmticos e sem doena
pulmonar autpsia.
3. MTODOS
Mtodos
27
O protocolo deste estudo retrospectivo teve a aprovao do Comit
de tica para a Pesquisa da Faculdade de Medicina da Universidade de So
Paulo (CAPPesq-FMUSP) e pelo Sir Charles Gairdner Hospital Ethics
Committee (Nedlands, Australia).
Parte da populao do presente estudo foi descrita previamente
(Mauad et al., 1999; Mauad et al., 2004; De Medeiros et al., 2005; De
Magalhes et al., 2005; Carroll et al., 1993; Carroll et al., 1996) em outros
estudos do Grupo de Patologia Pulmonar da Faculdade de Medicina da
Universidade de So Paulo e pelo Department of Pulmonary Physiology, Sir
Charles Gairdner Hospital, Nedlands, Western Australia.
3.1 Casustica
3.1.1 Indivduos de So Paulo
3.1.1.1 Grupo Asma Fatal
Tecido pulmonar foi obtido de indivduos autopsiados no Servio de
Verificao de bitos da Capital (SVOC) do Departamento de Patologia da
Faculdade de Medicina da Universidade de So Paulo entre os anos de
1996 e 2003.
Mtodos
28
Indivduos que morreram por uma crise aguda de asma. Todos
apresentaram histria pregressa de asma documentada por um questionrio
aplicado por uma assistente social aos familiares dos indivduos. Foram
coletadas informaes relativas histria clnica, acompanhamento mdico,
tratamentos anteriores, incio da doena, hospitalizaes prvias
relacionadas asma, tabagismo, durao da crise final assim como o nvel
socioeconmico. Dentre os achados macroscpicos, todos os indivduos que
morreram por asma mostraram hipersecreo e hiperinsulflao pulmonar.
(FIGURA 1A e 1B). Microscopicamente, as espcimes pulmonares
apresentavam descamao epitelial, espessamento da membrana basal,
hiperplasia de glndulas submucosas, hipertrofia de msculo liso e
inflamao da mucosa com ou sem eosinfilos.
3.1.1.2 Grupo Controle
Os indivduos controles foram considerados aqueles que morreram
por causas no pulmonares, sem histria de asma, no fumantes e que
apresentavam pulmes macroscopicamente e microscopicamente sem
alteraes.
3.1.2 Indivduos de Perth
Tecido pulmonar foi obtido de indivduos autopsiados no Coroner's
Court of Western Australia.
Mtodos
29
3.1.2.1 Grupo Asma Fatal
Pulmo foi obtido de indivduos que morreram por mal asmtico, com
histria de asma confirmada por familiares e mdicos. Os casos de asma
fatal no ocorreram em ambiente hospitalar e ventilao mecnica no foi
utilizada. Os indivduos apresentavam histrias de internaes hospitalares
pregressas decorrentes de problemas relacionados asma, perodos de
ausncias na escola ou trabalho devido asma e uso freqente de
corticosteride oral.
3.1.2.2 Grupo Asma No Fatal
Consistiu de indivduos que morreram por causas no pulmonares e
sem trauma torcico. Atravs de questionrios aplicados aos familiares,
mdicos ou anlise de pronturios hospitalares, histria pregressa de asma
foi bem definida. Os sintomas decorrentes da asma eram considerados
leves, com menos ocorrncias de internaes hospitalares devido asma
quando comparado ao grupo de Asma Fatal.
3.1.2.3 Grupo Controle
Os indivduos que apresentavam pulmes macroscopicamente e
microscopicamente normais e que morreram por causas no pulmonares
foram includos no grupo controle.
Mtodos
30
Os critrios de excluso para todos os grupos basearam-se na
presena de infeces, neoplasias ou inflamao.
Figura 1. Achados macroscpicos caractersticos de indivduo que foi a bito por asma ( esquerda). Destaca-se a distenso do pulmo pela hiperinsuflao (A) e a ocluso das vias areas por tampes mucosos espessos e aderentes (B). O pulmo direita em (A) de um tabagista que morreu por causa no pulmonar (comparar o tamanho).
A
B
Mtodos
31
3.2 Mtodos
3.2.1 Histoqumica
Fragmentos de tecido foram coletados das reas centrais e perifricas
dos pulmes, fixados em formaldedo a 10% e emblocados em parafina.
Cortes de 5 m de espessura foram submetidos a colorao Hematoxilina
Eosina (HE) para avaliao inicial.
Para identificao das fibras elsticas, a tcnica de Resorcina
Fuchsina de Weigert oxidada foi utilizada e previamente descrita em Mauad
et al., 1999. Para a anlise do colgeno total nas vias areas, a colorao de
Picrossrius foi utlizada (Dolhnikoff et al., 1999).
3.2.2 Imunohistoqumica
Os anticorpos especficos contra os colgenos I e III, fibronectina,
versicam, metaloproteinases 1, 2, 9 e 12 e inibidores das metaloproteinases
1 e 2 utilizados no estudo esto apresentados no Anexo A, Tabela 1
(anticorpo, pr-tratamento, clone, titulao e fabricante). Resumidamente, as
lminas previamente preparadas com silane (Sigma Chemical, Saint Louis,
Missouri, USA) contendo os cortes histolgicos dos pulmes foram
desparafinadas, hidratadas e submetidas a uma soluo de H2O2 a 3% por
40 minutos com o objetivo inibir a atividade endgena da peroxidase. Em
seguida, foi realizada a incubao por 24 horas com o anticorpo primrio e
Mtodos
32
posteriormente utilizado um complexo de estreptoavidina-biotina (LSAB,
DAKO, Glostrup, Denmark) como anticorpo secundrio.
Os cortes foram ento corados com o cromgeno diaminobenzidina
(DAB) (Sigma Chemical, Saint Louis, Missouri, EUA) e contra-corados com
Hematoxilina de Meyer. Para o processamento dos controles negativos, foi
omitida a utilizao do anticorpo primrio, substitudo por PBS (soluo
tampo fosfato).
Essas reaes foram realizadas no Laboratrio de Imunohistoqumica
do Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina da Universidade
de So Paulo, sendo apenas o colgeno I realizado no Division of
Biomedical Research,TNO Prevention and Health, Leiden University Medical
Center (LUMC), The Netherlands.
Para a otimizao da imunorreatividade do material a ser analisado,
as reaes de cada anticorpo foram realizadas em uma mesma bateria.
Aps realizao desse processo padronizado, foi observado que a
intensidade da colorao da reao variava significativamente entre os
casos de Perth e os casos de So Paulo, apresentando um padro fraco de
colorao nos casos de Perth, provavelmente pelo fato desses casos terem
sido submetidos a longos perodos de imerso no formol. Devido a esse fato,
a anlise imunohistoqumica foi realizada apenas nos casos de asma fatal e
controles coletados em So Paulo.
Mtodos
33
3.2.3 Morfometria
As imagens foram analisadas a partir de um programa de computador
Image-Pro Plus 4.1 para Windows (Media Cybernetics Silver Spring,
MD, USA) em um computador pessoal acoplado a uma cmera de vdeo que
captura imagens de um microscpio ptico Leica DMR (Leica Microsystems
Wetzlar GmbH, Germany). Em cada caso foram analisadas 2 vias areas
grandes e 3 vias areas pequenas cortadas transversalmente, classificadas
de acordo com o permetro da membrana basal epitelial (Pmb), sendo
considerada via area grande (Pmb > 6 mm), e via area pequena (Pmb 6
mm) (Saetta et al., 1998).
As reas do msculo liso foram medidas em toda a circunferncia das
vias areas num aumento de 400X e sempre que o campo apresentasse a
camada muscular claramente definida.
A positividade de cada reao foi determinada utilizando uma
ferramenta do analisador de imagem denominada color cube. Esta
ferramenta realiza medidas atravs de diferenas de cor da amostra,
calculando um parmetro baseado em uma tonalidade de cor definida pelo
usurio. Para cada reao um padro de cor foi previamente estabelecido. O
programa permite a seleo de uma regio onde a medida deve ser
realizada, denominada rea de interesse. Assim, a rea de interesse, no
caso a camada muscular lisa, foi manualmente determinada em cada campo
(Figura 2).
Mtodos
34
Figura 2. Representao da anlise morfomtrica realizada na camada do msculo liso brnquico. Aps delimitao manual da rea de interesse (linha verde) num aumento de 400x, a marcao da rea positiva previamente estabelecida para uma determinada protena (fibras elsticas na figura), quantificada pelo programa de anlise de imagem (rea vermelha). Os resultados foram expressos em porcentagem. Colorao por Resorcina Fuchsina de Weigert oxidada. Ep = camada epitelial; lp = lmina prpria; mlb = msculo liso brnquico. Barra de escala = 20m.
mlb
Mtodos
35
3.2.4 Anlise Estatstica
Dados demogrficos foram apresentados como mediana e interquartis
e os dados numricos como mdia DP.
A rea fracionada de cada reao especfica foi corrigida pela rea do
msculo liso brnquico (m2/m2) e expressa em porcentagem.
Foi realizada transformao logartmica dos dados antes das anlises.
Para comparar a rea fracionada de cada protena, para os dados
paramtricos, foi realizado ANOVA ou Teste T, e para dados no
paramtricos, o teste de Mann-Whitney ou Kruskal Wallis. Ps-teste de
Bonferroni foi utilizado para discriminar diferena entre os grupos Asma
Fatal, No Fatal e Controle.
A rea fracionada de cada reao foi comparada entre as vias areas
grandes e pequenas utilizando teste T pareado ou Wilcoxon. As correlaes
foram realizadas utilizando o teste de Spearman.
Valores de p menor que 0,05 foram considerados significantes, em
todos os testes aplicados neste estudo.
O programa estatstico utilizado para a anlise dos dados foi o
programa de computador Statistical Package for the Social Sciences
(SPSS) 13.0 (Chicago, Illinois).
4. RESULTADOS
Resultados
37
4.1 Casustica
As caractersticas clnicas dos indivduos so apresentadas no Anexo B,
Tabela 2.
Foram estudados os pulmes de 35 indivduos vtimas de asma,
sendo 15 homens com a mediana da idade 38 (26 50) anos, sendo 25
fumantes ou ex-fumantes.
Todos os indivduos asmticos apresentaram diagnstico macro e
microscpicos compatveis com asma fatal, e suas mortes foram
atestadas pelo patologista como mal asmtico. Em geral, as
caractersticas clnicas deste grupo sugerem asma grave, com admisses
hospitalares freqentes, uso de corticosteride oral, ou prejuzo de suas
atividades dirias devido asma.
Dos 10 indivduos do grupo de Asma No Fatal, cinco eram homens e
apresentaram idade mediana de 24 (17 34) anos, sendo cinco fumantes ou
ex-fumantes. Em geral, o grupo de Asma No Fatal apresentou poucos
sintomas relacionados a asma, com uso ocasional de -agonistas, baixas
doses de corticosterides inalados e sem histrias prvias de
hospitalizaes devido a asma, sugerindo classificao clnica de asma leve.
Resultados
38
Os 22 indivduos controles apresentaram pulmes normais aos
exames, sendo 11 homens com mediana da idade de 43 (26 - 58) anos e
todos no fumantes.
4.2 Morfometria
A Figura 3 ilustra na colorao de Hematoxilina e Eosina (H&E) as
alteraes morfolgicas mais proeminentes presentes nas grandes vias
areas de indivduos asmticos quando comparado as vias areas de
indivduos sem patologia pulmonar. Nota-se na asma fatal, a espessa
camada de msculo liso, infiltrado inflamatrio, hiperplasia das glndulas
submucosas e rolha de muco no lmen quando comparado ao controle.
Figura 3. Grande via area de um indivduo do grupo Controle (A) e Asma Fatal (B). Dentre as principais alteraes histolgicas observadas na via area (B), destaca-se a exuberante camada muscular (mlb). H tambm aumento do nmero de glndulas submucosas (gsm) e muco no lmen da via area (m). Ep = camada epitelial; lp = lmina prpria, c = cartilagem. H&E. Barra de escala = 200m.
mlb
mlb
gsm
gsm
Resultados
39
No total, foram analisadas 458 grandes e 651 pequenas vias areas
no grupo Asma Fatal, 40 grandes e 60 pequenas vias areas no grupo de
Asma No Fatal (somente anlise histoqumica) e 199 grandes e 375
pequenas vias areas no grupo Controle.
A rea de msculo liso brnquico por campo nas grandes vias areas
foi 15,4 3,76 x 104 m2 na Asma Fatal, 12,2 4,16 x 104 m2 na Asma No
Fatal e 9,1 3,66 x 104 m2 no Controle (p < 0,001 para Asma Fatal versus
Controle; p = 0,085 para Asma Fatal versus Asma No Fatal; p = 0,16 para
Asma No Fatal versus Controle). A rea de msculo liso brnquico por
campo nas pequenas vias areas foi 5,4 3,56 x 104 m2 na Asma Fatal,
2,5 1,96 x 104 m2 na Asma No Fatal e 2,9 2,16 104 m2 no Controle (p
= 0,03 para Asma Fatal versus Controle; p = 0,02 para Asma Fatal versus
Asma No Fatal; p = 0,99 para Asma No Fatal versus Controle).
Nas vias areas grandes, a mdia do permetro da membrana
basal (Pmb) foi 10,6 3,4 mm no grupo Asma Fatal, 12,6 3,1 mm no
grupo Asma No Fatal e 10,3 3,8 mm no grupo Controle (p = 0,23).
Nas pequenas vias areas, o Pmb foi 2,7 1,0 mm no grupo de Asma
Fatal, 2,6 0,9 mm no grupo de Asma No Fatal e 2,4 0,5 mm no grupo
Controle (p = 0,58).
Resultados
40
4.3 Anlise histoqumica
Encontramos um aumento significativo na rea fracionada das fibras
elsticas na camada do msculo liso nas grandes vias areas de Asma Fatal
quando comparado ao grupo Asma No Fatal (p = 0,002) e grupo Controle (p =
0,007). No houve diferena significativa entres os grupos Asma No Fatal e
Controle. Em relao as pequenas vias areas, observamos um aumento
significativo da rea fracionada das fibras elsticas no grupo Asma Fatal
quando comparado com o grupo Asma No Fatal (p = 0,019), mas no quando
comparado com o grupo Controle. No houve diferena na rea fracionada das
fibras elsticas na camada do msculo liso das pequenas vias areas quando
comparado aos grupos Asma No Fatal e Controle (Figura 4).
Figura 4. rea fracionada de fibras elsticas no msculo liso brnquico em grandes e pequenas vias areas nos grupos Asma Fatal, Asma No Fatal e Controle. Dados apresentados em mdia DP.
Resultados
41
A comparao do contedo de fibras elsticas do msculo liso
brnquico, entre as grandes e pequenas vias areas, no mostrou diferena
significativa para os grupos Asma Fatal e Asma No Fatal. No grupo Controle,
as fibras elsticas nas pequenas vias areas foram significativamente maior
que nas grandes vias areas (p = 0,035).
Figura 5 (A e B) mostra exemplos de fotomicrografias representativas de
vias areas grandes de casos controles e asma fatal corados para fibras
elsticas.
Figura 5. Fotomicrografias mostrando rea fracionada de fibras elsticas no msculo liso brnquico (mlb) de indivduo Controle (A) e asmtico (B). Corados por Resorcina Fuchsina de Weigert oxidada. Ep = camada epitelial e lp = lmina prpria. Barra de escala = 50m.
Para a porcentagem da rea fracionada do colgeno total, na camada
do msculo liso brnquico analisado nas grandes e pequenas vias areas,
no houve diferena significativa entre os grupos, assim como, no houve
diferena significativa quando comparado as grandes e pequenas vias
areas entre os grupos. Os dados esto sumarizados no Anexo C, Tabela 3.
mlb mlb
Resultados
42
4.4 Imunohistoqumica
Dentre os componentes da matriz extracelular, no encontramos
diferena significativa na camada do msculo liso brnquico de grandes e
pequenas vias areas entre os grupos para: versicam, colgeno I ou
colgeno III.
Para ambos os grupos, asmticos e controles, a rea fracionada
de versicam, colgeno I e colgeno III apresentou aumento significativo
nas pequenas vias areas quando comparado as grandes vias areas
(Asma Fatal, p = 0,005, p = 0,001 e p = 0,001, respectivamente; Controle, p
= 0,033, p = 0,018 e p = 0,011, respectivamente; Anexo C,Tabela 3).
A fibronectina apresentou uma porcentagem de rea fracionada no
msculo liso brnquico significativamente maior nas grandes vias areas de
asmticos quando comparada ao grupo Controle (p = 0,04: Anexo C, Tabela
3, e Figuras 6 e 7). A expresso de fibronectina apresentou correlao
positiva com a idade (r = 0,48; p = 0,03) nas grandes vias areas dos
asmticos.
Resultados
43
Figura 6. Fotomicrografias mostrando rea fracionada de fibronectina no msculo liso brnquico (mlb) de indivduo controle (A) e asmtico (B). Corados por imunohistoqumica anti-fibronectina. Ep = camada epitelial, lp = lmina prpria. Barra de escala: 50m.
Figura 7. rea fracionada de fibronectina no msculo liso brnquico (MLB) em grandes e pequenas vias areas nos grupos Asma Fatal e Controle. Dados apresentados em mdia DP.
mlb mlb
Resultados
44
Dentre as metaloproteinases estudadas, encontramos um aumento
significativo da metaloproteinase-9 (Figura 8 e 9) e metaloproteinase-12
(Figura 8 e 10) no msculo liso das grandes vias areas de asmticos,
mas no nas pequenas vias areas, quando comparado aos controles.
Os indivduos controles apresentaram uma maior rea fracionada de MMP-9
no msculo liso das pequenas vias areas quando comparada as grandes
vias areas (p = 0,043), e os asmticos apresentaram maior rea fracionada
de MMP-12 nas grandes vias areas quando comparadas as pequenas vias
areas (p = 0,001).
Figura 8. Fotomicrografias mostrando expresso de metaloproteinase-9 e metaloptoteinase-12 no msculo liso brnquico (mlb), camada epitelial (ep) e lmina prpria (lp) de indivduo controle (A) e asmtico (B). Corados por imunohistoqumica anti-MMP-9 e anti-MMP-12. Barra de escala = 50m.
mlb
mlb
mlb
mlb
Resultados
45
Figura 9. Expresso de metaloproteinase (MMP)-9 no msculo liso brnquico (MLB) de grandes e pequenas vias areas nos grupos de Asma Fatal e Controle. Resultados expressos em %. Box-plots representam mediana e interquartis.
Figura 10. Expresso de metaloproteinase (MMP)-12 no msculo liso brnquico (MLB) de grandes e pequenas vias areas nos grupos de Asma Fatal e Controle. Resultados expressos em %.
Resultados
46
As expresses de MMP-9 (r = 0,51; p = 0,01) e MMP-12 (r = 0,52; p =
0,02) se correlacionaram positivamente com a idade de incio da durao da
asma. A metaloelastase MMP-12, apresentou correlao positiva com as
fibras elsticas mo msculo liso das grandes vias areas dos asmticos (r =
0,71; p = 0,003).
No foi encontrada diferena significativa entre os grupos para as
MMP-1, MMP-2, TIMP-1 ou TIMP-2. Os controles apresentaram maior rea
fracionada de TIMP-2 no msculo liso das pequenas vias reas quando
comparado as grandes vias areas (p = 0,025), sendo os resultados
demonstrados resumidamente no Anexo D, Tabela 4.
4.5 Subgrupos analisados
4.5.1 Fumantes versus no fumantes
No grupo de indivduos asmticos de So Paulo, onze eram fumantes
ou ex-fumantes, sendo que os fumantes apresentaram uma maior rea
fracionada de MMP-9 nas grandes e pequenas vias areas que os
asmticos no fumantes (vias areas grandes 8,6 10,6 versus 2,8 4,4 %,
p = 0,001; pequenas vias areas e 6,5 6,0 versus 1,2 1,0 %, p = 0,024),
como mostra a Figura 11.
Resultados
47
p = 0,024p = 0,001
Figura 11. Expresso de metaloproteinase (MMP)-9 no msculo liso brnquico (MLB) de grandes e pequenas vias areas no grupo de Asma Fatal. Resultados expressos em %.
No houve diferena significativa nas fraes de fibras elsticas e
colgenas entre fumantes e no fumantes nos casos de Asma No Fatal.
4.5.2 Uso de corticosteride
Os indivduos do grupo de Asma Fatal que receberam tratamento
regular com corticosterides (n = 13) apresentaram menor rea fracionada
de fibras elsticas nas grandes e pequenas vias areas quando comparados
queles que no receberam nenhum corticosteride (vias areas grandes
8,8 13,7 versus 28,8 9,5%, p = 0,003; vias areas pequenas 10,0 12,8
versus 20,4 9,5%, p = 0,01), como mostra a Figura 12.
Resultados
48
Figura 12. rea fracionada de fibras elsticas no msculo liso brnquico (MLB) de grandes e pequenas vias areas no grupo de Asma Fatal. Resultados expressos em %.
5. DISCUSSO
Discusso
50
No presente estudo analisamos o contedo dos diferentes
componentes da matriz extracelular, metaloproteinases e seus inibidores
teciduais na camada do msculo liso de vias areas grandes e pequenas de
indivduos com asma e comparamos com controles. At o momento, este o
primeiro estudo em tecido humano in vivo que descreve de maneira bastante
abrangente a composio dos diferentes componentes da MEC e seus
reguladores no interior do msculo liso de grandes e pequenas vias areas
em pacientes com asma fatal e asma no fatal.
Ns encontramos nos casos de asma fatal: uma rea aumentada de
msculo liso com aumento de fibras elsticas, fibronectina e
metaloproteinases (MMP-9 e MMP-12) nas grandes vias areas; e uma rea
aumentada de msculo liso com aumento somente de fibras elsticas nas
pequenas vias areas em relao aos controles e aos indivduos asmticos
que faleceram de outras causas.
O aumento significativo das fibras elsticas no MLB das grandes vias
areas nos casos de Asma Fatal foi observado quando comparado aos
grupos Asma No Fatal e Controle, e nas vias areas pequenas quando
comparado ao grupo Asma No Fatal.
As fibras elsticas um componente integral da matriz extracelular
das vias areas e do parnquima pulmonar, as quais tm a funo de
regular a patncia das vias areas e o recolhimento elstico pulmonar. As
Discusso
51
fibras elsticas so abundantes entre as clulas do MLB e, embora seu
papel fisiolgico no esteja totalmente esclarecido, so provavelmente
importantes nas alteraes do calibre e comprimento das vias areas
durante a tosse, respiraes normais e profundas, contribuindo para o
comportamento de histerese das vias areas e parnquima pulmonar, se
opondo a broncoconstrio durante a inspirao (Moreno et al., 1993; Noble
et al., 2005).
Estudos prvios do nosso grupo demonstraram uma diminuio de
fibras elsticas na regio subepitelial de vias areas centrais asmticas
quando comparado aos controles, e uma diminuio das fibras elsticas na
adventcia das pequenas vias areas e nos septos alveolares
peribronquiolares, local de ancoramento do parnquima pulmonar (Mauad et
al., 1999; Mauad et al., 2004). Estes achados contrastam com os nossos
atuais, onde observamos um aumento de fibras elsticas na camada
muscular de vias areas de indivduos falecidos por asma. Essa variao da
frao de fibras elsticas poderia ser explicada devido ao de proteases e
elastases liberadas por clulas inflamatrias, que exuberante na camada
interna (lmina prpria) e adventcia na asma (De Magalhes et al., 2005), e
pela potencial funo secretora do msculo liso de promover formao de
elastina. Sabe-se que o msculo liso brnquico no apresenta somente um
papel broncoconstritor, mas tem importante papel imunomodulador. Graas
a chamada plasticidade fenotpica, as clulas da musculatura lisa brnquica
podem secretar elementos da matriz extracelular, alm de fatores de
crescimento. A secreo destes elementos influenciada pelo ambiente
Discusso
52
inflamatrio prprio da asma, mas tambm a modula. Assim, clulas
musculares lisas de asmticos secretam determinados elementos da matriz
extracelular em maior quantidade que clulas musculares lisas obtidas de
pacientes no asmticos (Chan et al., 2006).
A contrao do msculo pode ser influenciada pelo tecido conectivo
externo a camada do MLB e dentro da prpria camada. Enquanto o tecido
conectivo externo ao msculo pode atuar como um componente paralelo
elstico, limitando a broncoconstrio, o aumento das fibras elsticas entre
os feixes de MLB pode representar uma maior carga contrtil as clulas, ou
mesmo dificultar a transmisso de foras, representando um possvel efeito
protetor contra a broncoconstrio excessiva. Pode-se hipotetizar ainda,
que alteraes quantitativas nas fibras elsticas reflitam uma
desorganizao estrutural e funcional. Sabemos que o reparo das fibras
elsticas um processo bastante difcil em adultos, pois requer a formao
ordenada de microfibrilas e elastina (Shifren e Mecham, 2006). Dessa
maneira, o prprio relaxamento muscular ps-contrtil pode estar danificado
na asma fatal por alterao quantitativa e possivelmente qualitativa das
fibras elsticas intermusculares.
O fato do aumento de fibras elsticas ocorrer apenas no grupo de
pacientes que foram bito por asma mostra que estes pacientes so
aqueles realmente mais suscetveis a desenvolverem alteraes estruturais
da parede da via area, e que alteraes estruturais, de alguma maneira,
podem contribuir para a gravidade da doena ou para ataques mais graves.
Discusso
53
Nossos resultados apontam para um aumento de fibras elsticas
dentro da camada muscular das vias areas de asmticos que foram a bito
por asma fatal, mas no em asmticos que foram a bito por outras causas
ou em pacientes sem doenas pulmonares. Uma possvel explicao para
este achado, que no interior da camada muscular predominem
mecanismos proteolticos e que um turnover exagerado de fibras elsticas
esteja ocorrendo, ou ainda que o aumento das fibras elsticas reflita o plo
secretrio que as clulas musculares lisas podem assumir, resultando numa
maior proporo de fibras elsticas nos casos mais graves da doena.
Encontramos tambm um aumento de fibras elsticas na camada de
msculo liso de vias areas grandes e pequenas em pacientes que faziam
uso regular de corticosterides em relao aos que no faziam, sugerindo
que o tratamento antiinflamatrio pode alterar o contedo de fibras elsticas
na camada muscular lisa. So escassos os dados referentes ao uso de
terapias para asma sobre a composio da MEC. Na doena estvel, o uso
de corticosteride inalado por 6 semanas no alterou a composio de
colgeno III (Bergeron et al., 2005), j um estudo com desafios alrgicos,
demonstra que a composio de MEC aumentou em respostas aos alrgicos
e, apesar de diminuir as clulas inflamatrias, aumentou o contedo de
biglicano na mucosa brnquica de asmticos quando comparado a
indivduos controles (De Kluijver et al., 2005). Portanto, tratamento com
corticosteride pode paradoxalmente aumentar certas protenas da MEC.
No se conhece porm, o efeito funcional destes achados.
Discusso
54
No tecido de adultos, o reparo funcional das fibras elsticas
prejudicado, pois demanda uma reexpresso coordenada da incorporao
de molculas de elastina nas fibras elsticas (Shifren e Mecham, 2006).
Sendo possvel especular que, embora haja um aumento de fibras elsticas
no MLB de asmticos, essas fibras elsticas apresentam uma estrutura
anormal, com prejuzos na sua funcionalidade. Este fato pode contribuir para
mecanismos alterados de contrao e relaxamento do MLB na asma.
Os proteoglicanos (PGs) integram uma famlia de protenas,
possuindo importantes funes biolgicas (Iozzo, 1985). Uma dessas
protenas, o versicam, capaz de regular o contedo hdrico e a resilincia
dos tecidos (De Kluijver et al., 2005). Estudos prvios tm demonstrado um
aumento do versicam na camada interna de grandes e pequenas vias
areas em casos de asma, porm diferenas no foram detectadas na
camada de MLB (De Medeiros et al., 2005; Pini et al., 2007; De Kluijver et
al., 2005). Pini et al. (2007) recentemente comparou a rea de versicam no
MLB num pequeno grupo de pacientes com asma moderada e grave, e
comparou com indivduos controles, e tambm no encontrou diferenas
significativas entre os grupos. O aumento do versicam observado na camada
interna de vias areas pode estar relacionado ao acmulo de edema
encontrado nessa regio. Esses achados indicam que as alteraes da MEC
podem variar entre diferentes compartimentos das vias areas (Brightling et
al., 2002). Entender a relao entre as estruturas das vias areas e funo
na asma, depender do estudo da composio e propriedades mecnicas
dos componentes alterados em cada compartimento da via area e no
Discusso
55
parnquima circundante. Seria extremamente interessante conectar os
nossos achados com os dados de funo pulmonar dos pacientes deste
estudo, mas infelizmente esses dados de funo pulmonar no esto
disponveis na grande maioria dos casos. Estudos correlacionando a
estrutura das vias areas e a funo pulmonar na asma certamente sero
necessrios para aumentar a compreenso dos nossos resultados.
A fibronectina uma protena de matriz tambm expressa no MLB, e
apresenta um contedo aumentado na parede da via area na asma
(Roche et al., 1989). Embora nosso estudo seja o primeiro a demonstrar
que a fibronectina est aumentada nas grandes vias areas de indivduos
com asma, existem muitas evidncias in vitro que a fibronectina influencia
bastante as funes biolgicas do MLB na asma. A fibronectina apresenta
efeitos biolgicos na proliferao do MLB (Hirst et al., 2000), migrao
(Parameswaran et al., 2004), e sobrevivncia da clula (Freyer et al.,
2001). O aumento do contedo de fibronectina no MLB nas grandes vias
areas de asmticos por ns descritos pode ento, estar contribuindo
criticamente para a possvel hiperplasia do MLB observada na asma. Chan
et al. (2006) demonstraram que, in vitro , clulas do msculo liso brnquico
de asmticos secretam mais fibronectina, e que esta secreo pode
contribuir autocrinamente para elevar os nveis de eotaxina dependente de
IL-13.
Por outro lado, o aumento observado de fibronectina associado ao
aumento de fibras elsticas no msculo liso de grandes vias areas de
asmticos pode levar a um aumento da resistncia do tecido deformao,
Discusso
56
representando um efeito protetor, promovendo uma maior pr-carga
contrao do MLB, opondo-se ao seu encurtamento e conseqentemente o
estreitamento da via area.
A composio da MEC pode estar tambm influenciando na contrao
do msculo liso brnquico (Zhang e Gunst, 2008). Os colgenos tipos I e III so
os mais abundantes colgenos fibrilares no tecido muscular, enquanto que o
colgeno IV o maior componente da membrana basal (Kovanen, 2002).
Estudos in vitro tm demonstrado que o MLB de asmticos secreta maior
quantidade de colgeno (Johnson et al., 2004). In vivo, alguns estudos
detectaram aumento de colgeno na submucosa bronquial de asmticos
(Roche et al., 1989; Wilson e Li, 1995; Benayoun et al., 2003) , enquanto que
resultados conflitantes so encontrados na literatura (Chu et al., 1998).
Bergeron et al. (2005) analisaram bipsias endobrnquicas e transbrnquicas
de pacientes com asma leve e moderada, no observando diferena entre as
vias areas grandes e pequenas ao analisar o contedo de colgeno III na
submucosa. Nossos resultados esto de acordo com Chu et al. (1998),
mostrando que no h diferena significativa do contedo dos colgenos
analisados no MLB de asmticos em comparao com o MLB de indivduos
controles, utilizando colorao de Sirius Red e imunohistoqumica para a
marcao de colgenos. O aumento de colgeno fibrilar na camada do MLB
poderia diminuir a resposta broncodilatadora a estmulos mecnicos e
farmacolgicos, ou mesmo, contribuir para a obstruo irreversvel das vias
areas. Por outro lado, uma fibrose na regio da mucosa poderia agir limitando
a fora de transferncia entre as clulas do msculo liso brnquico e desse
Discusso
57
modo diminuindo a broncoconstrio (Okazawa et al., 1995), hiptese esta no
sustentada pelos nossos dados.
Diferentes expresses de metaloproteinases tm sido associadas
patognese da asma. Alm de degradarem os componentes da MEC e
serem responsveis em grande parte pelo turnover dos elementos da MEC
(Atkinson e Senior, 2003), as MMPs esto envolvidas no trfego das clulas
inflamatrias, nos processo de defesa e reparo tissular (Greenlee et al.,
2007). Observamos no presente estudo aumento da expresso de MMP-9 e
MMP-12, mas no de MMP-1e MMP-2, ou TIMP-1 e TIMP-2 nos feixes de
MLB nos casos de asma fatal. Esses dados favorecem um ambiente
proteoltico na camada de MLB, especialmente envolvendo MMPs com
atividade elastoltica, com possveis ciclos repetidos de degradao da
matriz seguidos de reparo inadequado. Interessante ressaltar que, o
aumento da expresso de MMP-9 e MMP-12 no MLB sugerem um processo
dinmico que pode ser amenizado com terapia.
bem conhecida a super expresso de MMP-9 na asma,
particularmente em pacientes com asma grave (Wenzel et al., 2003), e
durante exacerbaes (Oshita et al., 2003). Clulas inflamatrias e clulas
estruturais pulmonares, incluindo clulas da musculatura lisa brnquica
podem expressar MMP-9. interessante observar que no presente estudo a
MMP-9 apresentou-se aumentada no MLB de fumantes quando comparada
a indivduos no fumantes. Assim como a MMP-9, a MMP-12 tem ao de
elastase, e tambm capaz de clivar colgeno tipo IV, fibronectina, laminina
e gelatina (Xie et al., 2005). O presente estudo encontrou aumento da
Discusso
58
expresso de MMP-12 no MLB de indivduos asmticos, e uma correlao
positiva desta protease com as fibras elsticas, consistente com a idia de
que um turnover dinmico de fibras elsticas ocorra na asma. No foram
observadas diferenas na expresso dos inibidores de metaloproteinases
teciduais na MLB, refletindo uma perda do equilbrio entre MMPs e TIMPs,
com aumento da atividade das MMPs.
O presente estudo tem importantes limitaes:
1) Dados clnicos e funcionais limitados dos indivduos asmticos, que
no nos permitem traar correlaes fidedignas entre os nossos achados;
2) Os indivduos controles apresentam histologia pulmonar normal,
porm no eram desprovidos de outras doenas; no sabemos o quanto as
doenas de base podem ter influenciado nosso resultado. No entanto, por
termos selecionados pulmes com estrutura de vias areas normais, essa
influncia de outras patologias pode ser minimizada.
3) No foi possvel realizar as coloraes de imunohistoqumica nos
casos de Asma No Fatal de Perth. Os casos de nossa colaborao
australiana exibiam padres de colorao bastante distintos dos nossos,
possivelmente pelo maior tempo de fixao dos casos em formol. Sabe-se
que a fixao em formol por tempo prolongado acarreta a perda de eptopos
necessrios para o sucesso da reao imunohistoqumica. Portanto,
optamos por no comparar os nossos achados imunohistoqumicos com o
de Perth, a interpretao dos resultados seria bastante difcil e
possivelmente no correta. No entanto, descrevemos o contedo do
colgeno total e das fibras elsticas, as duas principais protenas da MEC
pulmonar, nos casos de Asma Fatal, Asma No Fatal e Controle. Estas
Discusso
59
protenas provavelmente tm importante papel na mecnica da musculatura
lisa brnquica. Alm disso, os nossos dados histoqumicos do contedo do
colgeno total realizados nos trs grupos foram confirmados pela
imunohistoqumica nos casos de So Paulo.
Encontramos correlaes estatisticamente significativas entre algumas
protenas e idade e incio de asma, embora a relevncia clnica destes
achados seja obscura, Bai et al. (2000) tambm demonstram uma relao
entre idade e frao de rea de componentes da MEC no MLB na asma.
Os dados atuais baseiam-se em estudos histoqumicos e
imunohistoqumicos. Sendo que poderia ser til a confirmao de nossos
achados utilizando estudos de RNA. Infelizmente, tentativas de extrair RNA
do msculo liso brnquico dissecado de material de autopsia no foi bem
sucedido, devido extensa degradao de RNA post-mortem.
Apesar da proporo de MEC no MLB das vias areas pequenas ser
maior em geral, nossos resultados apontaram para maiores alteraes nos
asmticos nas grandes vias areas. Recentemente, dois estudos (Brown et
al., 2006 e Permutt, 2007) enfatizaram o envolvimento estrutural das grandes
vias areas como principais determinantes da hiperresponsividade na asma.
possvel que, alteraes dos componentes da MEC no MLB das grandes
vias areas contribuam de maneira mais significativa nas alteraes
intrnsecas na asma que as pequenas vias areas.
6. CONCLUSES
Concluses
61
Os dados do presente estudo in vivo confirmam que componentes da
matriz extracelular (fibras elsticas e fibronectina) e seus reguladores
(metaloproteinases 9 e 12) esto alterados no msculo liso brnquico na
asma, podendo acarretar importantes conseqncias funcionais para o
msculo liso brnquico e excessivo estreitamento das vias areas na asma.
7. PERSPECTIVAS FUTURAS
Perspectivas futuras
63
As alteraes da MEC associadas inflamao crnica das vias
areas na asma devem ser consideradas em conjunto, refletindo o processo
dinmico e de interao entre os diversos componentes envolvidos. Avanos
nos estudos por imagens no-invasivas, como tomografia computadorizada
de alta resoluo e tcnicas de imagens invasivas como, microscopia
fluorescente confocal in vivo (Thiberville et al., 2007), assim como
ultrassonografia endobrnquica (Coxson et al., 2008), podero fornecer
informaes detalhadas da geometria das vias areas. O advento da
termoplastia brnquica uma das novas oportunidades teraputicas como
uma ferramenta para modificar o remodelamento brnquico (Cox et al.,
2007) em pacientes com asma grave, porm mais estudos so necessrios
para compreender os seus benefcios a longo prazo. Mais estudos buscando
um melhor entendimento sobre as relao estruturafuno dos
componentes da matriz extracelular em indivduos sem patologias
pulmonares e asmticos so necessrios para podermos compreender se as
alteraes do remodelamento so prejudiciais ou protetoras na asma.
8. ANEXOS
Anexos
65
Tabela 1. Anticorpos e procedimentos utilizados na anlise imunohistoqumica
Abreviaes: MMP = metaloproteinases; TIMP = inibidor das metaloproteinases de tecido.
Anticorpo Pr-tratamento Espcies Diluio Clone Origem
Colgeno I Citrato/pepsina Cabra 1:2000 Policlonal US Biological-Swampscott, MA, USA
Colgeno III Tripsina Camundongo 1:2500 III-53 Oncogene & Calbiochem, Darmstadt, Germany
Fibronectina Tripsina Coelho 1:4000 Policlonal Dako, Glostrup, Denmark
Versicam Sem digesto Camundongo 1:2000 2-b-1 Seikagaku Co., Tokyo, Japan
MMP-1 Citrato Camundongo 1:1500 41-1E5 Oncogene & Calbiochem, Darmstadt, Germany
MMP-2 Citrato Camundongo 1:3000 A-Gel VC2 Labvision, Fremont, CA,
USA
MMP-9 Citrato Camundongo 1:40 626-644 Oncogene & Calbiochem, Darmstadt, Germany
MMP-12 Citrato Camundongo 1:10 4D2 R&D System, Minneapolis, USA
TIMP-1 Sem digesto Camundongo 1:25 2A5 Labvision, Fremont, CA, USA
TIMP-2 Tripsina Camundongo 1:100 3A4 Labvision, Fremont, CA, USA
Anexos
66
Tabela 2. Dados clnicos do grupo de Asma Fatal, Asma No Fatal e Controle
Definio das abreviaes: ECO = envenenamento por monxido de carbono; DCV = doenas cardiovasculares; DH = doenas hepticas; EX = ex-fumante; F = feminino; HGI = hemorragia gastroin