O Que Sabemos Sobre a Influência Genética do Hospedeiro no seu Controle?

Danilo Santana Alessio Francheschi*, Willian Sergio do Sacramento*, Priscila Saamara Mazini*, Jeane Eliete Laguila Visentainer†

*Universidade Estadual de Maringá, Brasil; †Departamento de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Estadual de Maringá, Brasil

A hanseníase é uma doença infecciosa crônica causada pelo Mycobacterium leprae. Enquanto muitos indivíduos contaminados com o bacilo não apresentam sintomas, outros manifestam formas clínicas distintas. No início, a forma Indeterminada pode se manifestar e evoluir para as forma polares: Hanseníase Virchowiana (HV) ou Hanseníase Tuberculoide (HT). HV representa o pólo onde a resposta imune celular é deficiente e a carga bacilar bastante grande, enquanto HT se caracteriza pela melhor resposta imune celular e controle da carga bacilar. Uma forma com características intermediárias entre os dois pólos também pode ocorrer: Dimorfa ou Borderline. Existem muitos fatores que podem influenciar o desenvolvimento da doença e sua evolução, entre eles, a genética do hospedeiro. O objetivo desta revisão é apresentar os mais recentes estudos sobre a influência da genética do hospedeiro na imunopatogênese da hanseníase.

Palavras-chave: hanseníase; Mycobacterium leprae; genética do hospedeiro.

Leprosy on the Modern World

Key-words: leprosy; Mycobacterium leprae; host’s genetic.

INTRODUÇÃO

Hanseníase é uma doença infecciosa crônica causada pelo Mycobacteriumleprae que primeiramente afeta a pele e os nervos periféricos. Embora a prevalência global da hanseníase tenha diminuído ao longo dos anos, devido à terapia com múltiplas drogas, a detecção de novos casos permanece estável, aproximadamente, 500.000 novos casos todo ano. Atualmente, 80% dos casos novos concentram-se em países localizados na faixa intertropical: Índia; Brasil; Myamar; Madagascar; Nepal e Moçambique (1). Atualmente, o Brasil ocupa o segundo lugar em números absolutos de casos de hanseníase no mundo (2). É um processo infeccioso crônico que, apesar de sua infectividade, é passível de cura, mas depende do grau de endemicidade do meio.

Esta revisão focaliza a sobrevivência do parasita no hospedeiro, a qual está relacionada principalmente a fatores genéticos do próprio hospedeiro, no caso do M. leprae. Diferente de outros microrganismos, ele não possui variabilidade genética suficiente para explicar as distintas sintomatologias que se apresentam. Enquanto muitos indivíduos contaminados com o bacilo não apresentam sintomas, outros manifestam formas clínicas distintas.

O M. leprae foi descrito em 1873 pelo norueguês Am-auer Hansen. É bacilo álcool-ácido resistente e parasita intracelular com predileção pela célula de Schwann e pele (3). O sequenciamento completo do seu genoma revelou extensa redução evolutiva, com perda de grande número de genes em comparação com o M. tuberculosis, desde que essas espécies divergiram de um ancestral comum (4).

A doença apresenta um espectro de sintomas que se manifestam como formas clínicas distintas, as quais têm como principal característica o tipo de resposta imunitária que o hospedeiro apresenta frente ao microrganismo. Duas formas são totalmente opostas, a Hanseníase Tuberculoide (HT) e a Virchowiana (HV) (5). Enquanto, na forma HT o indivíduo manifesta uma resposta imune celular bem desenvolvida, a qual consegue deter a multiplicação do bacilo; na forma HV, a resposta celular é deficitária, levando à multiplicação acelerada do bacilo que continua a ser transmitido se o tratamento não for iniciado (6). Uma forma intermediária a estes dois pólos também já foi caracterizada, na qual os indivíduos apresentam respostas imunes que variam entre os extremos. Esta é denominada de Hanseníase Dimorfa (HD) ou Borderline (5), a qual pode ser classificada como Borderline-Tuberculoide (BT), Borderline-Virchowiana (BV) ou Borderline-Borderline (BB), dependendo do padrão de manifestações clínicas eimunológicas. A forma Indeterminada, geralmente, aparece no início podendo evoluir para a cura ou para qualquer uma das formas já citadas.

Para determinar o tipo de tratamento mais adequado para o indivíduo portador do bacilo e a conduta com relação aos membros da sua família, as formas HV, BV e BB podem ser reclassificadas como multibacilares e as HT e BT como paucibacilares, segundo a Organização Mundial de Saúde (7).

Embora enorme atenção tenha sido focada no desenvolvimento da resposta imune celular adaptativa, durante o curso da infecção, investigações recentes dos mecanismos e modulação da imunidade inata suportam a ideia de que, após a forma Indeterminada de hanseníase, devem ocorrer eventos imunorregulatórios, os quais determinam o espectro da doença.

Células dendríticas (CDs), derivadas de células mononucleares sob a influência de IL(Interleucina)-4 e GM-CSF (Fator de crescimento de Granulócito e Macrófago) são apresentadoras muito efetivas de M. leprae (8). Atuando no sítio de invasão do bacilo, CDs podem ser as primeiras células a encontrá-lo e a exercerem uma resposta imune inata precoce contra o mesmo. Dependendo do nível da maturação das CDs, da interação com o bacilo e com componentes, tais como a membrana celular do M. leprae ou PGL (glicolipídeo-fenólico)-1, da subsequente produção local de citocinas pró e anti-inflamatórias (IL-2, IL-12, TNF-α, IFN-γ vs. IL-4, IL-10, TGF-β1) e de quimiocinas apropriadas, poderia haver regulação da inflamação e, consequentemente, respostas Th1 ou Th2 ao M. leprae.

A imunidade natural pode ter um papel no resultado da infecção, por meio da produção de citocinas que direcionam a resposta para o padrão produzido por células T. Macrófagos infectados liberam IFN-α e IL-12, os quais estimulam células Natural Killer (NK) a liberarem IFN-γ, colaborando na manutenção do padrão Th1 (9). A produção de IFN-γ favorece a manutenção da ativação de macrófagos e, consequentemente, a formação do granuloma imune (10).

IMUNIDADE ADAPTATIVA NA HANSENÍASE

A imunidade mediada por célula e humoral é dinâmica e apresenta variações espontâneas de reatividade com o tempo e tratamento, caracterizando as reações hansênicas agudas, tipo I e II.

Em infecções micobacterianas, a liberação de IL-2 e IFN-γ está, geralmente, associada com a resistência a infecções intracelulares, enquanto a liberação de IL-4 e IL-10 está associada com a doença progressiva. Pacientes paucibacilares do tipo HT e BT apresentam alta produção local (nas lesões) de citocinas do tipo Th1, como IFN-γ, IL-2, IL-7, IL-12, IL-15 e IL-18, características de resposta imune celular intensa. IFN-γ ativa macrófagos infectados, enquanto a IL-2 pode induzir a expansão clonal de células T ativadas e aumentar a produção de IFN-γ (11). A Figura 1 ilustra o padrão da liberação de citocinas na hanseníase.

Uma ativação crônica local de IL-10 pode levar a uma diferenciação de células T CD4+, originando uma subpopulação de células T regulatórias (Tr1) que produzem altos níveis de IL-10, mantendo a supressão da resposta imune antígeno-específica (13).

O TGF-β1 é produto, principalmente, de monócitos ativados, uma molécula bifuncional (pró-inflamatória e imunossupressora). Realiza supressão de linfócitos T – inibindo a expressão de IFN-γ e IL-2 e, possui a habilidade de inibir a citotoxicidade de macrófagos, permitindo a progressão da doença (14). Além da ação supressora, induz efeitos pró-inflamatórios na reação de tipo II em pacientes multibacilares (15).

Concluindo, o destino da infecção por M. leprae em um hospedeiro parece depender de quando e como uma determinada citocina está disponível no sítio e, da presença do parasita em maior quantidade em relação a vários outros produtos (16). Nesse contexto, deve estar inserida a predisposição genética do indivíduo na susceptibilidade ou resistência à infecção por M. leprae.

GENÉTICA DE SUSCEPTIBILIDADE

A incidência da infecção parece ser muito maior que a incidência de hanseníase clínica, pois somente uma pequena proporção dos infectados desenvolvem os sintomas clínicos (17). Isto pode ser devido, em parte, aos fatores ambientais, como a nutrição ou diferenças bacterianas genéticas, mas as evidências maiores são em relação à base genética de susceptibilidade do hospedeiro a ambos, à doença per se e aos subtipos da doença (Figura 2).

Fig. 2 - Modelo para o espectro da hanseníase de acordo com Prevedello e Mira (2007) (65). Após a exposição, a maioria dos indivíduos é resistente à hanseníase. Os susceptíveis podem apresentar a infecção per se ou desenvolver uma das formas clínicas do espectro da hanseníase, as quais são dependentes do padrão de resposta imune apresentada pelo hospedeiro.

A destruição ou a multiplicação do bacilo no interior dos macrófagos pode ser determinada por mecanismos imunológicos, os quais envolvem a apresentação de peptídeos bacterianos associados aos antígenos leucocitários humanos (HLA) aos linfócitos T (22). Moléculas HLA são codificadas pelo Complexo Principal de Histocompatibilidade (CPH), localizado no braço curto do cromossomo 6 humano, o qual é uma região candidata para controlar a susceptibilidade à hanseníase (23).

Além disso, vários estudos de associação apontaram o envolvimento de variantes HLA no controle da resposta imune ao bacilo, a qual é responsável pela evolução da doença às distintas formas clínicas (24-27). Segundo Mira et al. (2003), as variantes alélicas HLA podem ser fatores de risco para as formas pauci e multibacilares da hanseníase (28). No entanto, Vanderborght et al. (2007) encontraram associação entre o loco HLA-DRB1 e a hanseníase per se, mas não com os subtipos clínicos da doença, em duas populações: brasileira e vietnamita (29). Eles verificaram que HLA-DRB1*04 estava associado à proteção contra a hanseníase, enquanto o alelo HLA-DRB1*10 determinava a susceptibilidade. Na Argentina, Motta et al. (2007) também observaram uma associação de HLA-DRB1*04 com a proteção, mas somente contra a forma clínica paucibacilar da doença (30). Numa população do Paraná, um recente estudo confirmou a proteção exercida pelo alelo DRB1*04, porém em relação à forma mais grave da doença (HV). Ainda, apontou outros alelos de susceptibilidade à hanseníase per se: HLA-DRB1*16 e à forma HV: HLA-DRB1*08 (31).

Análises por meio de escaneamento de genoma com pacientes hansenianos identificaram um loco de susceptibilidade na região do cromossomo 10p13 na Índia (32) e outro, conduzido no Brasil, sugeriu um papel para as regiões 6p21 e 17q22 (33). Posteriormente, um estudo realizado em 2003 verificou uma associação da susceptibilidade à hanseníase per se com a região 6q25q26 em famílias vietnamitas (29). Mais tarde, em 2004 as variantes PARK2 e PACRG foram identificadas nesta região como sendo fortes fatores de susceptibilidade à hanseníase (34). Em populações do Vietnã, Índia e Brasil (35), o gene que codifica a linfotoxina alfa (LTA, na região 6p21 do MHC classe III) foi associado ao aumento da susceptibilidade à hanseníase per se.

Vários estudos de polimorfismos únicos de nucleotídeos (SNPs, do inglês, single nucleotide polymorphisms) foram realizados na busca de associações com doenças (36), pois esses são considerados a fonte mais abundante de variação no genoma humano. Quando presentes num gene podem provocar diferenças na expressão de proteínas, causando mudanças estruturais e funcionais. Alguns SNPs em genes de citocinas foram descritos como importantes fatores genéticos na ocorrência das distintas formas clínicas da hanseníase.

Pacientes com genótipos -819TT, referentes ao gene da IL10, foram, significativamente, associados com a hanseníase numa população brasileira do Rio de Janeiro (37). Outro estudo, em pacientes da mesma região definiu como marcador de resistência à hanseníase o haplótipo -3575A/-2849G/-2763C (38). Em pacientes indianos, a presença do haplótipo -3575T/-2849G/-2763C/-1082A/-819C/-592C conferiu resistência à hanseníase per se e o haplótipo-3575T/-2849G/-2763C/-1082A/-819T/-592A foi associado com o risco de desenvolver a forma mais grave da doença (39). Numa população do Paraná, nossa equipe mostrou que o haplótipo IL10-1082G/-819C/-592C estava diminuído em pacientes HV, em relação aos controles (40). Recentemente, outro estudo brasileiro confirmou a associação do alelo -819T com a susceptibilidade à hanseníase (41).

Em relação ao gene TNF que se encontra na região do CPH, a frequência do alelo TNF2 (com substituição G→A na posição -308 – região iniciadora da transcrição do TNF) foi encontrada, significativamente, aumentada em pacientes com a forma HV, em relação aos controles, com risco relativo de 2,5 numa população da Inglaterra (42). Este resultado foi semelhante ao encontrado num estudo tailandês que observou esse alelo associado a hansenianos multibacilares (43). No entanto, dois estudos independentes, realizados em populações brasileiras (37,40), indicaram associação do alelo A com a proteção ao desenvolvimento da doença. Considerando, que o papel biológico dos polimorfismos em regiões promotoras do gene TNF não está totalmente esclarecido (44), resultados controversos como estes podem surgir, sugerindo a participação do loco do TNF no intercurso da hanseníase. A interação entre polimorfismos, localizados em regiões promotoras deste gene, pode ser a responsável pelos efeitos distintos na produção desta citocina observados em algumas populações.

Por meio da genotipagem do gene IL12B, que codifica a subunidade p40 das citocinas IL-12 e IL-23, Morahan et al. (2007) encontraram que a modulação da produção de IL-12p40 exerce influência na hanseníase e na tuberculose (45). O grau de expressão dos genes das subunidades do receptor da IL-12 (IL12RB1 e IL12RB2) também foi testado. A frequência do haplótipo -1035A/-1023A/-650G/-464A na região flanqueadora da extremidade 5’ do gene IL12RB2 mostrou-se diminuída em pacientes HV do Japão, em relação aos HT e aos controles (46). Em pacientes coreanos, SNPs do gene IL12RB1 não foram associados com a doença, assim como polimorfismos do IFNGR1 (receptor 1 do Interferon-γ) (47).

Outro candidato à susceptibilidade à hanseníase é o gene NRAMP1 (proteína 1 macrofágica associada à resistência natural), desde que seu homólogo murino foi associado à resistência contra o Mycobacterium lepraemurium (48). No estudo de Ferreira et al. (2004), foi encontrado que este gene exibe uma interação com a resposta à lepromina e, que um alelo do NRAMP1 (alelo 2) é fator de predisposição à doença (49). Esses dados confirmam os resultados de Alcais et al. (2000), num estudo com famílias com a doença no Vietnã (6).

Os TLRs (Toll-like Receptors) também apresentam SNPs que podem estar envolvidos na imunopatologia da doença. Formam uma família de receptores transmembrânicos que permitem ao hospedeiro reconhecer um grande número de padrões moleculares de microorganismos, como lipopolissacarídeos bacterianos, RNAs virais e a PGL-1 (50). Kang e Chae (2001) observaram que pacientes HV possuem uma substituição C�T na posição 2029 do códon iniciador do gene TLR2, a qual poderia ocasionar uma mutação no domínio intracelular do receptor levando à susceptibilidade a essa forma (51). Outra substituição, de arginina por triptofano na posição 677 do TLR2, mostrou-se associada à forma HV numa população coreana (52). Mais recentemente, o TLR1 e TLR4 foram associados com a susceptibilidade de desenvolver a hanseníase e suas formas clínicas (53,54).

Outros genes de resposta imune foram estudados no intuito de esclarecer sua possível participação na ocorrência ou gravidade de uma doença. Dentre eles, podemos destacar os genes MICA e MICB (do inglês, Major Histocompatibility Complex class I chain-related genes A and B). Estes genes se encontram no cromossomo 6 (58), próximos aos HLA-B e -C e, devido ao seu alto grau de polimorfismo, variantes alélicas poderiam gerar distintas proteínas MICA induzidas pelo estresse. Proteínas MICA são conhecidas por servirem como ligantes para o receptor NKG2D de ativação da célula NK, o qual é também expresso na superfície de células T CD8+ (59). Estas poderiam se ligar ao receptor NKG2D de forma diferente, afetando a imunopatogênese de uma doença. Polimorfismos nestes genes foram investigados quanto ao seu papel nas doenças infecciosas (60) e, um estudo de casos-controles no Sul da China, sugeriu que uma variante do éxon 5 do gene MICA poderia estar associada com a resistência à forma multibacilar da doença (61). Na Índia, o alelo MICA*5A5.1 foi associado à susceptibilidade à hanseníase per se (62).

Recentemente, os genes KIR (do inglês Killer-cell Immunoglobulin-like Receptor) que codificam receptores inibitórios e estimulatórios de células NK foram estudados, pela primeira vez, em pacientes brasileiros com hanseníase e mostraram influenciar na evolução clínica da doença (63). Estes receptores se ligam às moléculas HLA de classe I e reconhecem as células-alvo para sua destruição ou não. Avariação de sequências em KIR pode ocorrer em posições que codificam resíduos que afetam a interação com moléculas ligantes HLA de classe I (64). Quando ligados, os KIR inibitórios protegem as células da eliminação por células NK. No estudo de Franceschi et al. (2008), genes de receptores ativatórios, KIR2DS2 e KIR2DS3, foram encontrados em maior frequência no grupo de pacientes HT em relação ao grupo HV nesta população, o que poderia determinar uma melhor resposta de citotoxicidade da célula NK frente ao bacilo neste grupo com HT (63). Também foram demonstradas diferenças nas frequências de genes KIR inibitórios e seus ligantes entre os subgrupos. As frequências de KIR2DL1 e de seu ligante C2 (HLA-C*02, *04, *05, *06, *07, *15, *17 e *18) foram menores no grupo HD, comparadas aquelas vistas nos controles e pacientes HT. Tal fato reforça a questão de instabilidade da resposta imune frente ao M. leprae nesta forma da doença. Além disso, foi observada uma frequência reduzida de KIR2DL3 com C1 (HLA-C*01, *03, *07, *08, *12, *13, *14 e *16), em pacientes HT, quando comparada aos controles, aos pacientes com hanseníase per se e ao grupo HD. Este fato pode contribuir para a melhor resposta imune celular característica de pacientes HT.

CONCLUSÃO

Em resumo, a hanseníase é uma doença multifatorial complexa, pois o desenvolvimento da infecção e das formas clínicas, após o contato com o bacilo, está sob o controle de fatores físicos e ambientais, além, de fatores genéticos do hospedeiro. No entanto, podemos concluir que, a genética do hospedeiro exerce uma importante função em determinar a ocorrência da infecção e sua evolução clínica e imunológica. Daí, a importância em identificá-los numa população única, para avaliarmos se a presença de um ou mais destes fatores de risco, num indivíduoinfectado, poderia contribuir para o aparecimento das manifestações clínicas.

PERSPECTIVAS E AÇÕES FUTURAS

Novos estudos, envolvendo populações de distintas partes do mundo e fatores genéticos já descritos para a hanseníase naquelas regiões, devem ser conduzidos para avaliar a interação entre estes fatores. Somente desta forma, poderemos chegar a uma definição mais clara destas associações genéticas e das interações entre estas proteínas, as quais muitas vezes ocorrem resultando numa resposta imune eficaz ou não a um agente infeccioso.

Uma perspectiva é o desenvolvimento de estudos de associação genética envolvendo as reações agudas que se manifestam em alguns pacientes hansenianos. Estas representam a reativação da respostaimune celular associada à produção de várias citocinas inflamatórias. Estas reações podem resultar em sérios danos à saúde destes pacientes, pois causamlesões teciduais e neurais, ocasionando deformidades que aumentam o estigma da doença. Uma vez que tais reações pudessem ser previstas, haveria a possibilidade de preveni-las, pela escolha de uma terapêutica mais adequada, proporcionando uma melhor qualidade de vida a estes indivíduos.

Agradecimentos

Os autores agradecem àqueles que colaboraram na correção do manuscrito.

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Correspondência:

Dr.ª Jeane Eliete Laguila Visentainer

Departamento de Ciências Básicas da Saúde

Universidade Estadual de Maringá

Av. Colombo, 5790

CEP: 87020-900 Maringá - PR - Brasil

e-mail: jelvisentainer@uem.br