Pesquisa Básica e Imunopatogenia

PATOGÊNIA DA TUBERCULOSE
A infecção pelo M. tuberculosis, freqüentemente, se inicia no parênquima dos lobos pulmonares após a inalação de núcleos secos de gotículas (núcleo de Wells) contendo este microrganismo, passando a seguir para os nódulos linfáticos da região hilar, de onde pode ser disseminada para diversos tecidos e orgãos, pela corrente hematogênica ou linfática. A infecção do parênquima pulmonar e dos nódulos linfáticos da região hilar é denominada de complexo primário e este, juntamente com os focos infecciosos que se formam nos diferentes órgãos e tecidos de infecção primária Este tipo de infecção pode evoluir de maneira constante, se transformando em tuberculose ativa ou pode ser interrompida; porém, não de maneira completa, uma vez que a bactéria pode permanecer em estado de latência em vários dos focos infecciosos que se estabeleceram.  Nesta última situação, o foco de infecção pode ser reativado a qualquer momento da vida do indivíduo e dar origem à tuberculose pós-primária.

AVANÇOS E DESAFIOS CIENTÍFICOS NA ÁREA DE PESQUISA BÁSICA E IMUNOPATOGENIA
Em 1998, a seqüência completa do genoma de M. tuberculosis H37Rv foi publicada. Foi constatado que o genoma, com 4.4 MB, é rico em elementos de inserção, seqüências repetidas e famílias conservadas de multigenes. Mais de 90% da capacidade codificadora potencial foram atribuídas a 70% dos genes. Diferentemente de outras bactérias, a maior parte da capacidade codificadora está relacionada com a produção de enzimas envolvidas no metabolismo de lipídios, refletindo a dependência da micobactéria na degradação de lipídios do hospedeiro para a obtenção de nutrientes e síntese da parede celular. Com aprimoramento tecnológico na área molecular nos últimos anos, foi possível também identificar genes associados à virulência do M. tuberculosis.

A ausência de fatores clássicos de virulência como, por exemplo, fímbrias, toxinas ou cápsulas polissacarídicas neste microrganismo indica que suas características de virulência estão relacionadas com propriedades metabólicas e/ou estruturais que modulam a resposta imune do hospedeiro e criam um ambiente favorável à sua sobrevivência, replicação e disseminação. Sendo assim, a variabilidade genética e a conseqüente alteração dessas propriedades metabólicas e/ou estruturais seriam cruciais para determinar uma virulência maior ou menor em diferentes cepas de M. tuberculosis.

Uma maior virulência de cepas de M. tuberculosis pode ser notada através da observação de características clínicas da doença em indivíduos sintomáticos como, por exemplo, carga bacilar, severidade da doença, transmissibilidade, disseminação e letalidade. De fato, alguns clusters de cepas virulentas de M. tuberculosis foram identificados dessa forma. As famílias de cepas W/Beijing e CDC1551 são exemplos de grupos virulentos geneticamente caracterizados somente após a observação de quadros clínicos e epidemiológicos de virulência, ressaltando a importância da análise epidemiológica na identificação desses grupos.

A capacidade do M. tuberculosis causar doença é mediada por múltiplos fatores biológicos.  Os mecanismos específicos que possibilitam a sobrevivência do M. tuberculosis no interior dos fagócitos são pobremente compreendidos, embora se saiba que podem estar relacionados a sua capacidade de inibir a fusão do lisossoma com o vacúolo endocítico ou, até mesmo, de resistir ou evitar a ação de enzimas proteolíticas, proteínas catiônicas e de outras substâncias tóxicas tais como H2O2 e O2-, radicais hidroxilas, NO e NO2-, presentes no interior do vacúolo parasitóforo. Especula-se que a quebra na dinâmica e equilíbrio de produção destes fatores ou de sua expressão sub-ótima pelo hospedeiro permita às micobactérias sobreviverem ou se multiplicarem nas células fagocíticas, acredita-se ainda que a expressão de mecanismos variados por este patógeno possa habilitá-lo a resistir à ação bacteriostática e bactericida destes compostos.

Além disso, sabe-se que o estabelecimento da infecção latente e o desenvolvimento da forma ativa da doença dependem de um desequilíbrio entre citocinas ativadoras e desativadoras da função microbicida dos macrófagos. A despeito da presença de mecanismos habitualmente protetores, como de moléculas nos macrófagos que denotam ativação celular e de moléculas comprometidas com a proteção contra a tuberculose, como o óxido nítrico e o interferon-γ, a tuberculose progride. Um dos motivos é a presença no sítio de infecção de moléculas como a interleucina-10 e o TGF-β, que tem capacidade de desativar macrófagos previamente ativados. Existem evidências que a micobactéria secreta proteínas capazes de induzir a expressão de interleucina-10, agindo assim para burlar os mecanismos de defesa. Indivíduos suscetíveis teriam mais capacidade de responder a estas moléculas da micobactéria, devido a mutações genéticas que facilitam a produção de interleucina-10.

Embora incontestáveis, os avanços científicos alcançados nos últimos anos permanecem aquém das necessidades reais e de aplicação imediata. Todavia, sabemos que em pesquisa básica cujo principal objetivo é avançar no conhecimento sem perder de vista as demandas da sociedade, a suas aplicações não são comumente viabilizadas em curto prazo.

Diante deste fato e das dificuldades econômicas e operacionais para o desenvolvimento de pesquisa básica em nosso país, os pesquisadores da Área Básica e Imunopatogenia da Rede TB elegeram prioritariamente os seguintes objetivos para os seus projetos:

1. Elucidar mecanismos moleculares e celulares de infecção, patogênese e de cura da Tuberculose;
2. Identificar novos alvos celulares e/ou moleculares para drogas e vacinas;
3. Caracterizar e avaliar marcadores biológicos precoce da resposta terapêutica e cura da tuberculose;
4. Identificar marcadores moleculares (microbiológicos, imunológicos, genéticos e teciduais) para análise de eficácia vacinal e terapêutica em animais e humanos;
5. Estudar a resposta inflamatória na TB, (cinética de recrutamento celular, produção de mediadores imunológicos, expressão de moléculas potencialmente ativadoras e desativadoras da função microbicida e expressão de receptores celulares);
6. Analisar a variabilidade genética e a expressão de fatores de virulência em M.tuberculosis ;
7.  Estudar a virulência de cepas do M. tuberculosis em modelos experimentais;
8. Analisar características biológicas de isolados clínicos de M. tuberculosis em relação à pelo menos um dos seguintes atributos: predominância de ocorrência, imunogenicidade, transmissibilidade e capacidade de causar formas graves da doença;
9. Desenvolver e/ou aplicar modelos experimentais de estudo para avaliar o risco de transmissão da tuberculose e fatores associados à mesma;
10.  Identificar e/ou avaliar mecanismos de desenvolvimento resistência a drogas do M. tuberculosis.