Imunidade como pedra angular da doença hepática gordurosa não alcoólica: a contribuição do estresse oxidativo na progressão da doença, parte 1

Abstrato:

A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) é considerada a manifestação hepática da síndrome metabólica e tornou-se a principal causa de doença hepática crônica, especialmente nos países ocidentais. A DHGNA abrange um amplo espectro de alterações histológicas hepáticas, desde a esteatose simples até a esteato-hepatite e cirrose com potencial desenvolvimento de carcinoma hepatocelular. A esteatohepatite não alcoólica (NASH) é caracterizada por inflamação lobular e fibrose. Vários estudos relataram que a resistência à insulina, o desequilíbrio redox, a inflamação e a desregulação do metabolismo lipídico estão envolvidos na progressão da DHGNA. No entanto, os mecanismos além da evolução da esteatose simples para NASH ainda não são claramente compreendidos. Descobertas recentes sugerem que diferentes produtos oxidados, como lipídios, colesterol, aldeídos e outras macromoléculas, podem levar ao início da inflamação.

Por outro lado, novas evidências indicam a ativação da imunidade inata e adaptativa como a força motriz no estabelecimento da inflamação e fibrose hepáticas. Nesta revisão, discutimos como a imunidade, desencadeada por produtos oxidativos e promovendo, por sua vez, o estresse oxidativo em um ciclo vicioso, alimenta a progressão da DHGNA. Além disso, exploramos a importância emergente do metabolismo das células imunes na determinação da inflamação, descrevendo a aplicação potencial de descobertas imunes treinadas no contexto patológico da NASH.

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1. Introdução

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is defined as the pathological hepatocyte fat accumulation in >5 por cento do tecido hepático, na ausência de hepatopatia viral, consumo de álcool, ingestão de drogas e outras causas secundárias [1]. Existe um amplo espectro de condições, variando desde o "simples" acúmulo de gordura nos hepatócitos até um quadro histológico mais complexo caracterizado por danos citolíticos, inflamação lobular e fibrose [2], ou seja, esteato-hepatite não alcoólica (NASH). Pode ser complicada pelo desenvolvimento de cirrose e/ou carcinoma hepatocelular (CHC), determinando sobremaneira a piora do prognóstico [1,2]. Portanto, devido à alta incidência nos países ocidentais e ao intrincado manejo clínico, a NAFLD tornou-se uma das cargas de saúde mais importantes do século XXI [1,2].

A NAFLD tem sido estudada como complicação hepática da síndrome metabólica (SM), bem como um fator de risco independente para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares [1,3,4]. Os principais fatores de risco para o desenvolvimento e progressão da DHGNA representaram o background patológico que define a SM, determinando um aumento adicional do risco cardiovascular em um ciclo vicioso [4-6]. Portanto, em um cenário em que a prevalência da SM aumenta [7] e as hepatites virais são eficientemente contrastadas, a DHGNA tornou-se a primeira causa de transplante hepático nos países ocidentais [1,7,8]. Atualmente constitui a hepatopatia predominante global, apresentando uma prevalência de 6 a 35 por cento em todo o mundo (25 a 26 por cento na Europa), com grandes variações devido à etnia [8,9].

Do ponto de vista patogenético, a NAFLD é considerada o resultado de uma interação multifatorial entre fundo genético (incluindo instabilidade genômica, polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), expressão de microRNA), fatores ambientais e dismetabolismo, com um papel proeminente desempenhado pela resistência à insulina (IR). [10,11] (Figura 1).

Figura 1.

A complexidade da patogênese da DHGNA como resultado de doença multifatorial.SNPs: polimorfismos de nucleotídeo único; miRNA: expressão de microRNA; EM: síndrome metabólica; FFAs: ácidos graxos livres; ROS: espécies reativas de oxigênio; EDCs: compostos desreguladores endócrinos; IL-6: Interleucina-6; TNF-: fator de necrose tumoral-; TGF-: fator transformador de crescimento-; DHGNA: doença hepática gordurosa não alcoólica; EHNA: esteatohepatite não alcoólica; CHC: carcinoma hepatocelular. Vários fatores (genéticos, epigenéticos e ambientais) estão envolvidos na gênese e progressão da DHGNA. O início de um estado de resistência à insulina (RI) é um evento crítico que contribui para o início, bem como para o agravamento da doença. Nesse cenário complexo, o estresse oxidativo, a inflamação, a resposta imune prejudicada e a disbiose intestinal parecem ser capazes de trabalhar em conjunto e promover a progressão, impactando as chances de ocorrência de CHC.

Consequentemente, um recente consenso de especialistas sugeriu que a doença hepática gordurosa associada ao metabolismo (disfunção) (MAFLD) seria uma definição mais apropriada [12]. O principal fator na patogênese da DHGNA foi identificado como o acúmulo hepático de ácidos graxos livres (AGL) [13]. A atividade da mitocôndria neutraliza essa sobrecarga de AGL, aumentando a permeabilidade da membrana interna com a perda de sua função biológica [14]. A consequência direta desse comprometimento é a disfunção mitocondrial associada à produção de espécies reativas, responsável, por sua vez, por diversas consequências, como mutações no mtDNA, acúmulo de intermediários lipotóxicos e produção de citocinas pró-inflamatórias, que promovem a RI, a resposta imune e, consequentemente, a doença progressão [15]. Além disso, novas evidências indicam a ativação da imunidade inata e adaptativa como as forças motrizes no estabelecimento da inflamação e fibrose hepáticas [16,17] (Figura 1).

Nesta revisão, discutimos os mecanismos subjacentes ao crosstalk entre estresse oxidativo e disfunção imune na evolução da DHGNA com novos insights sobre os conceitos de metabolismo celular imune e imunidade treinada

1.1. Visão geral dos mecanismos moleculares do estresse oxidativo na DHGNA

As doenças crônicas do fígado são caracterizadas pela produção excessiva de espécies reativas e desequilíbrio redox [18]. A NAFLD é uma doença muito complexa que envolve vários fatores, genéticos, epigenéticos e ambientais. Atualmente, a patogênese do "golpe múltiplo" é a teoria aceita para explicar seu desenvolvimento, dando uma visão mecanicista em que esses fatores atuam em paralelo [19]. Neste modelo, o estresse oxidativo funciona como um pilar na progressão da DHGNA.

Espécies normalmente reativas medeiam uma infinidade de funções celulares, como apoptose, proliferação, metabolismo e regulação da defesa imunológica [20,21]. Por outro lado, a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio (ROS) leva ao estresse oxidativo, comprometendo a sinalização redox fisiológica com o consequente dano celular [22,23]. Esse fenômeno adquire ainda mais relevância no caso da poderosa produção de ERO, gerada em um microambiente oxidativo tecidual [24]. Um exemplo típico é representado pela sobrecarga de ferro que ocorre em alguns pacientes com NASH, facilitando a reação de Fenton que gera o HO extremamente tóxico a partir do H2O2 [14].

O fígado possui potentes sistemas de eliminação para neutralizar a produção de ROS derivados especialmente da mitocôndria e do citocromo P450 (CYP), bem como de outras enzimas. No entanto, quando a produção de ROS supera a capacidade de eliminação, ocorre um desequilíbrio redox e os radicais ânion superóxido (O2 ·−) e peróxido de hidrogênio (H2O2) são continuamente formados como bioprodutos do metabolismo energético [14,25]. Isso envolve hepatócitos, células de Kupffer (KCs), neutrófilos e outros tipos de células hepáticas, subjacentes ao diálogo entre estresse oxidativo e imunidade na progressão da doença.

Além disso, os AGL provenientes da dieta, liberados pelo tecido adiposo ou produzidos pela lipogênese de novo, sobrecarregam o fígado, servindo de substrato para a produção de substâncias lipotóxicas (p. [26-30]. Esse estresse metabólico promove liberação de citocinas pró-inflamatórias e morte celular que, por sua vez, representa um dos mais importantes mecanismos de dano no quadro histológico da DHGNA [31,32]. As ROS podem ser geradas em várias organelas, como mitocôndrias, retículo endoplasmático (ER) e peroxissomos, mas também por muitas enzimas, como xantina oxidase, CYP2E1, ciclooxigenases, NADPH oxidase (NOX) e lipoxigenase [20,33].

1.1.1. Estresse Oxidativo Derivado da Disfunção Mitocondrial

A fonte mais importante de ROS na DHGNA é representada pelas mitocôndrias, que também atuam como responsáveis ​​pela desregulação do metabolismo lipídico em caso de funcionamento biológico prejudicado tipicamente destacado em distúrbios metabólicos [34,35]. Assim, alterações no consumo de oxigênio, na atividade da cadeia transportadora de elétrons (ETC) e na oxidação de ácidos graxos (FAO) são amplamente descritas na literatura. De fato, durante os estágios iniciais da NAFLD, o fígado enfrenta um alto influxo de FAs externos, e vários estudos mostraram o aumento da FAO em diferentes modelos animais de NASH [36-40], embora existam alguns dados contrastantes em humanos [41 –52]. Um estudo recente, por exemplo, descreveu o aumento da FAO após 4 semanas em camundongos alimentados com dieta rica em gordura (HFD), enquanto após 8 semanas a oxidação normal foi restaurada [53]

Na condição rica em lipídios, de fato, o fígado tenta neutralizar a produção excessiva de moléculas lipotóxicas, acumulando triglicerídeos e controlando a FAO [24,54,55], mesmo que vários fatores como IR, leptina e enteroquinase também possam desempenhar um papel importante. papel neste cenário [56]. Os resultados de ETC também são alterados pela sobrecarga de FAs, pois a presença de FAs, especialmente ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs), gera O2 ·− e inativa os complexos I e III [57-60], por interação direta com componentes de ETC ou interferência com a fluidez da membrana que provoca vazamento de prótons [57-62]. O papel dos oxisteróis na progressão da DHGNA não deve ser subestimado, conforme sugerido por novas evidências [63]. De fato, em um estudo recente, foi demonstrado que a suplementação de colesterol em camundongos alimentados com HFD determinou o acúmulo hepático de oxisteróis específicos (por exemplo, 7-hidroxicolesterol, 7-cetocolesterol e 5-colestano -3, 5, 6-triol), que agiu sinergicamente com FAs para prejudicar a função mitocondrial e a biogênese, facilitando a progressão da DHGNA [27].

Existem várias outras discrepâncias na literatura sobre a disfunção mitocondrial na esteatose simples e NASH, como alterações da atividade da citocromo c oxidase (COX) [41,64-69], consumo de oxigênio de mitocôndrias isoladas [70-72], fosforilação oxidativa (OXPHOS) eficiência [68,71,72] e níveis de ATP [72-76], tanto em pacientes quanto em modelos murinos. Em particular, a atividade COX resultou inalterada, reduzida ou aumentada; Os níveis de ATP foram descritos como normais ou reduzidos; o consumo de oxigênio mitocondrial foi aumentado, normal ou bastante diminuído; OXPHOS resultou em aumentado ou inalterado [64-70,72-76].

1.1.2. Contribuição do ER para o Estresse Oxidativo

Uma contribuição importante para o estresse oxidativo deriva também do estresse de RE. Por exemplo, a produção de H2O2 deriva da transferência de elétrons para o oxigênio molecular operado pela ER oxidorredutase-1, que por sua vez recebeu elétrons da proteína dissulfeto isomerase no processo de enovelamento de proteínas [24]. Vários estudos em animais mostraram que o aumento da atividade da proteína homóloga C/EBP (CHOP) está envolvido na produção de ROS mediada por UPR durante o estresse prolongado do RE [77,78]. Distúrbios na proporção GSH/GSSH no lúmen do RE acarretam no dobramento incorreto de proteínas e na produção de ROS [79-81].

Além disso, o fator de iniciação eucariótica do ER semelhante à proteína quinase dependente de RNA-2 quinase (eIF2a) fosforila o fator nuclear 2 relacionado ao eritróide 2 (Nrf2), promovendo sua translocação para o núcleo e a expressão de armas antioxidantes como heme oxigenase-1 (HO-1) ​​[82]. Portanto, o crosstalk entre estresse de RE e disfunção mitocondrial é de interesse atual e precisa de mais estudos para avaliar sua contribuição específica neste contexto.

2. Biologia Redox e Regulação Imune na Progressão da DHGNA

O equilíbrio redox está envolvido principalmente na imunidade adaptativa e inata, contribuindo para a sinalização de macrófagos, linfócitos e células dendríticas (DC) e modulação da resposta de citocinas [83]. A primeira evidência do papel oxidante na atividade imunológica foi descrita em 1991, quando foi demonstrado que o H2O2 em concentrações micromolares induzia o fator nuclear kappa-potenciador de cadeia leve da transcrição de células B ativadas (NF-κB) em linfócitos T humanos [84] .

Em várias doenças hepáticas, o crosstalk entre o desequilíbrio redox e a resposta imune foi descrito [85]. A inflamação e o estresse oxidativo ocorrem simultaneamente no fígado, alimentando-se mutuamente. Além disso, o estresse oxidativo persistente promove o estabelecimento de uma inflamação crônica que representa o fil rouge para a interconexão prejudicial entre a doença hepática e suas complicações sistêmicas.

Espécies reativas ativam vários fatores de transcrição e receptores, como NF-κB, proteína ativadora-1 (AP-1), p53, fator induzível por hipóxia 1-alfa (HIF-1 ) , receptor ativado por proliferador de peroxissoma (PPAR- ), -catenina/Wnt e Nrf2, que por sua vez modulam a expressão de moléculas envolvidas na inflamação [86]. Digno de nota, o NF-κB é um mediador chave do efeito pró-inflamatório das ROS, sendo ativado diretamente por espécies reativas e indiretamente pelo DNA danificado por ROS [87].

Na NAFLD, o acúmulo excessivo de lipídios é o principal movimento do estresse metabólico, que promove a ativação imune inata, a força motriz da inflamação na NASH [88-90]. Em particular, os KCs são ativados por ROS e outros estímulos e se tornam os principais produtores hepáticos de ROS, bem como citocinas, fatores de crescimento e quimiocinas [91-93].

2.1. O Papel dos PRRs

Na DHGNA, o fígado é continuamente invadido por padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) (p. que são detectados por receptores de reconhecimento de padrões (PRRs), como receptores semelhantes a tolls (TLRs) e receptores semelhantes a domínios de oligomerização de ligação a nucleotídeos (NLRs) com a consequente ativação de cascatas pró-inflamatórias [94-97]. O DAMP mais conhecido liberado por células danificadas é a proteína box 1 do grupo de alta mobilidade (HMGB1), que ativa TLR4 com a consequente indução da via my-88-dependente de NF-kB [98,99]. Em um modelo murino de dano por isquemia/reperfusão, o ânion superóxido induziu a ativação de NOX por TLR4 em neutrófilos [100]. Vários modelos murinos experimentais mostraram que a interação entre mtDNA e TLR-9 induziu citocinas e respostas fibrogênicas em KCs e células estreladas hepáticas (HSCs) [101-103].

No entanto, um grupo de PRRs citoplasmáticos é constituído por oligoadenilato sintase (OAS)-like receptors (OLRs), sensores de ácidos nucléicos. Em caso de dano, dsDNA, microbial e mtDNA podem ser detectados por OLRs, que ativam a transcrição de genes pró-inflamatórios por um inibidor da subunidade ε do fator nuclear kappa-B quinase (IKKε) e da sinalização da proteína ativadora 1 (TBK1) [17].

Em áreas inflamadas hepáticas e em HSCs há uma maior expressão de receptores para produtos finais de glicação avançada (RAGEs), uma classe de PRRs [104]. A formação de AGEs promove a geração de uma quantidade considerável de ERO; além disso, RAGEs oxidados ativam NOX1, contribuindo para a produção de ROS [105]. O domínio de pirina da família NLR contendo 3 (NLRP3) é um PRR que interage com PAMPs e DAMPs e está envolvido na geração de complexos de inflamassoma. Em particular, ROS produzidos por mitocôndrias e NOXs promovem a formação de inflamassoma NLRP3 [106], enquanto necrófagos como catalase e superóxido dismutase (SOD) inibem sua ativação [107]. Consequentemente, foi sugerido que a estrutura cristalina do NLRP3 é muito sensível às variações do equilíbrio do red ox [108].

No geral, os PRRs ativam vários alvos intracelulares, como a quinase 1 ativada pelo fator de crescimento transformador (TGF-) (TAK1) e a quinase reguladora do sinal de apoptose 1 (ASK1), ambos membros da família das proteínas quinases quinases ativadas por mitógenos (MAP3K), que ativam por sua vez, outras quinases, como c-Jun-N-terminal chinas (JNK), proteína quinase ativada por monofosfato de adenosina (AMPK) e IkB, portanto, com um papel fundamental na patogênese da NASH [109-111].
Curiosamente, além da interação com o receptor, vários relatórios descreveram que as ROS poderiam influenciar a sinalização da imunidade inata a jusante [112]. Por exemplo, H2O2 aumenta a atividade de MAPKs (por exemplo, p38) e, portanto, a via JNK, que por sua vez promove a produção de mais ROS [113-115]. Além disso, NF-kB, AP-1 e PPARs podem ser modulados diretamente por espécies oxidativas, induzindo a transcrição de citocinas [116-119]. ROS e produtos de peroxidação lipídica, como adutos de hidroxinonenal- (HNE-) e malondialdeído- (MDA-), podem ativar NF-kB diretamente ou pela inibição da fosforilação de IKKs em células imunes inatas [120-122].

Portanto, a consequência natural de estímulos persistentes é a inflamação crônica, ativação de HSCs com deposição de colágeno, aumento de IR e expressão aberrante de enzimas pró e antioxidantes [123-125]. No entanto, a presença de desequilíbrio redox e peroxidação lipídica é uma característica comum de DHGNA e NASH [26] e o envolvimento da imunidade adaptativa parece ser um fator chave na progressão da DHGNA. Assim, recentemente Azzimato V. et al. descreveram que os macrófagos hepáticos são pró-inflamatórios na NASH, mas não na NAFLD e na obesidade, embora sinais de estresse oxidativo estejam presentes em ambas as condições, pois o NRF2 é regulado negativamente [126].

2.2. O Papel dos OSEs

O estresse oxidativo tem sido descrito como o principal gatilho na estimulação da imunidade adaptativa, especialmente através de fosfolipídios oxidados e aldeídos gerados pela peroxidação lipídica, como MDA, malondialdeído-acetaldeído (MAA) e 4-adutos de proteína HNE, formalmente denominados oxidação- epítopos específicos (OSEs) [127-129]. Os OSEs estão implicados em várias doenças sistêmicas e aterosclerose, estimulando a imunidade inata e adaptativa [127,130].

A imunoglobulina G (IgG) anti-OSE específica é altamente prevalente (cerca de 40 por cento) em adultos com NAFLD ou NASH e em crianças com NASH (60 por cento). Além disso, altos têm sido associados à fibrose, à gravidade da inflamação lobular hepática e a um infiltrado intra-hepático de células B e agregados de células T [128,131,132]. Essas observações foram corroboradas em modelos animais de NAFLD e NASH. Em particular, os títulos de IgG anti-OSE correlacionaram-se com a maturação das células B em células plasmáticas, enquanto o tratamento antioxidante com N-acetilcisteína preveniu a resposta de anticorpos [131,133,134]. Camundongos pré-imunizados com adutos de proteína MAA apresentam uma polarização Th1 de linfócitos T CD4 mais no fígado, que produzem IFN-, promovendo a ativação de KCs M1 [131]. Consequentemente, em pacientes com NASH anti-OSEs, a IgG se correlaciona com os níveis circulantes de Interferon (IFN-) [133]. O envolvimento dos linfócitos Th1 e Th17 na evolução da DHGNA para NASH foi amplamente relatado [131,135–138]. Paralelamente, em modelos murinos NAFLD, a quantidade de linfócitos hepáticos CD4 mais células T reguladoras (Tregs) é reduzida [139,140]. As células Treg estão tipicamente envolvidas na manutenção da autotolerância e no controle da ativação excessiva de células T no fígado [141,142]. Parece que as ROS promovem a apoptose das células Treg, facilitando assim a atividade pró-inflamatória Th1 e Th17 [139,140].

Portanto, a atividade das células B com produção de IgG anti-OSE reflete a presença de estresse oxidativo e inflamação. Por outro lado, foi descrito que o anti-OSE IgM diminui em pacientes com DHGNA em comparação com controles e se correlaciona inversamente com obesidade e danos hepáticos [143]. Consequentemente, T15 IgM natural contra fosfatidilcolina oxidada protege contra NASH em camundongos LDLR KO alimentados com uma dieta HF-HC, provavelmente impedindo a ativação de KCs induzida por LDL oxidado [144].

impedindo a ativação induzida por LDL oxidado de KCs [144]. No geral, esses achados sublinham como o desequilíbrio oxidativo se comporta como a pedra angular da progressão da DHGNA, alimentando a imunidade inata para produzir citocinas e novas espécies reativas que perpetuam a inflamação por meio de células imunes adaptativas (resumo na Tabela 1).

3. A Resposta Imune no Desenvolvimento do CHC

Atualmente, o CHC representa o quinto tumor mais comum e a terceira principal causa de morte relacionada ao câncer em todo o mundo, resultando em mais de 600,000 mortes anualmente [145]. Pode ocorrer no contexto da NAFLD independentemente da fibrose ou cirrose avançada circundante, complicando o curso da doença e piorando enormemente o prognóstico [146].

A patogênese do CHC permanece extremamente complexa, abrangendo diversas dinâmicas biológicas não totalmente esclarecidas. Nas últimas décadas, paralelamente aos mecanismos genéticos e epigenéticos que envolvem o desenvolvimento e agravamento do CHC, vários achados revelaram três elementos ligados criando um microambiente tumoral: flogose crônica, estresse oxidativo e desregulação do sistema imunológico [146-148].

Normalmente, a inflamação representa a resposta adaptativa ao dano tecidual, envolvendo diferentes mecanismos (dilatação dos vasos sanguíneos, recrutamento de células imunes e produção de citocinas) e visando a resolução do dano e recuperação da homeostase [149].

Descrevemos anteriormente a importância da relação bidirecional entre estresse oxidativo e imunidade na progressão da DHGNA. Além disso, quando os estímulos inflamatórios persistem ou os mecanismos reguladores são interrompidos, ocorre uma "inflamação sem resolução", determinando consequências patológicas como fibrose e metaplasia, conforme descrito em várias doenças humanas, incluindo o CHC [149,150]. Portanto, a inflamação crônica é crítica para o desenvolvimento do CHC, de modo que esse tumor representa um paradigma clássico de câncer ligado à inflamação [151]. Em linha com o conhecimento científico atual, vários estudos revelaram que mais de 90 por cento dos CHC surgem no contexto de inflamação hepática e, curiosamente, o uso de agentes anti-inflamatórios não esteróides diminui a sua incidência e/ou recorrência [149,152–154 ].

O sistema imunológico inato é desencadeado pelo estresse oxidativo e lesões persistentes para reagir não apenas contra patógenos potenciais "não próprios", mas também contra DAMPS, encorajando assim o conceito emergente de "inflamação estéril" que parece ser muito crucial no desenvolvimento do CHC [155,156 ].

Como mencionado anteriormente, a maioria dos DAMPs são produzidos sob condições de estresse oxidativo e/ou disfunção mitocondrial [156,157]. A alta produção de ROS induz dano ao mtDNA, desencadeando disfunção mitocondrial e gerando assim um ciclo vicioso no qual ocorre uma produção deficiente de enzimas envolvidas na cadeia respiratória de transporte de elétrons, piorando assim a produção de ERO [158]. Depois de ser liberado no citosol e no ambiente extracelular, o mtDNA atua como DAMP, uma vez que contém os motivos de DNA CpG não metilados [159,160].

Além disso, a disfunção mitocondrial também está associada à desregulação da fissão mitocondrial, poros de transição de permeabilidade mitocondrial (MPT) e necroptose (uma forma de morte celular programada), todos envolvidos na NASH e na progressão do câncer de fígado [158,161-163].

Como já descrito, um DAMP importante é o HMGB1, uma proteína nuclear não histona onipresente que participa da replicação, transcrição e reparo do DNA [164]. A atividade biológica do HMGB1 liberado depende do seu estado redox (totalmente oxidado ou dissulfeto), que é modulado pelas características oxidativas do microambiente tumoral [165].

A forma totalmente oxidada do HMGB1 promove a imunotolerância, reduzindo a maturação e a ativação das DCs e favorecendo, assim, os mecanismos de escape imune tumoral [165].

As DCs são uma importante população celular hepática, cujas alterações, em termos de funcionalidade reduzida, como maturação reduzida e falha na apresentação de antígenos associados ao CHC, estão envolvidas na patogênese do tumor [166-168]. Em pacientes com CHC, a quantidade de CDs ativadas (CD83-positivo CDs) em nódulos hepáticos é menor do que em tecidos de controle cirróticos ou saudáveis ​​[169].

Além disso, a menor expressão de DCs de moléculas de antígeno leucocitário humano (HLA) classe I implica na perda da atividade de apresentação de antígenos, contribuindo assim para o recrutamento prejudicado de linfócitos tumor-específicos [170]. Considerando a principal função das DCs na interação entre as reações imunes inatas e adaptativas, a interrupção da eficiência desses mecanismos causa uma fraca resposta imune das células T contra o câncer [171]. Consequentemente, CD14 mais proteína associada a linfócitos T citotóxicos (CTLA)-4 mais DCs, um subconjunto recentemente identificado, estão super-representados no tecido tumoral de pacientes com CHC e estão envolvidos na produção de algumas citocinas reguladoras (por exemplo , IL-10), que suprimem a resposta imune de células T CD4+, facilitando a progressão do tumor [172].

Como já discutido, a forma dissulfeto de HMGB1 se comporta como um DAMP, ativando TLR4 e promovendo resposta imune inata com efeitos pró-inflamatórios e quimioatraentes [173].

A ativação dos TLRs, por meio da estimulação das vias JNK e NF-kB, leva a diversas consequências, incluindo entre outras, a produção do Fator de Necrose Tumoral (TNF- ) (capaz de induzir a proliferação de células tumorais) e muitas outras mediadores envolvidos no recrutamento e polarização de diferentes tipos de células inflamatórias [174-177]. Em particular, altos níveis de fator estimulador de colônias de macrófagos (MCSF) e quimiocina (motivo CC) ligante 2 (CCL2), fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e recrutamento e infiltração de macrófagos induzidos por TGF no tecido peritumoral, sua polarização no fenótipo M2, bem como a diferenciação em macrófagos associados a tumores (TAMs) [178,179] (Figura 2).

Figura 2.

Estresse oxidativo, inflamação e desregulação imunológica na progressão do CHC. EHNA: esteatohepatite não alcoólica; ROS: espécies reativas de oxigênio; DAMPs: padrões moleculares associados a danos; PAMPs: padrões moleculares associados a patógenos; LPS: lipopolissacarídeo; OPEs: epítopos específicos de oxidação; HMGB1: Grupo de Alta Mobilidade Caixa 1; MEC: matriz extracelular; NLRP3: domínio de pirina da família de receptores semelhantes a NOD contendo-3; TLR: Receptor Toll-like; DCs: células dendríticas; NKs: células natural killer; HSCs: células estreladas hepáticas; CAFs: fibroblastos associados ao câncer; MCSF: fator estimulador de colônia de macrófagos; CCL2: quimiocina (motivo CC) ligando 2; VEGF: fator de crescimento endotelial vascular; EGF: Fator de crescimento epidérmico; HGF: fator de crescimento de hepatócitos; FGF: fator de crescimento de fibroblastos; IL-6: interleucina 6; IL-8: Quimiocina Interleucina 8; CXCL12: ligando 12 do motivo CXC; MMP3: metaloproteases de matriz 3; MMP-9: metaloproteases de matriz 9; TGF-: fator transformador de crescimento-; IL-10: Interleucina 10. Linhas sólidas indicam mecanismos diretos e estáveis; as linhas tracejadas indicam indiretas e potenciais.

Inflamação encadeada com estresse oxidativo (ambos constantemente presentes no contexto NASH), disfunção mitocondrial (incluindo liberação de mtDNA) e alterações da microbiota intestinal (particularmente, a ação do LPS) promovem a criação de DAMPS e PAMPS. Essas moléculas, por sua vez, podem estimular e ativar TLRs e inflamassomas resultando na produção de citocinas, quimiocinas e fatores de crescimento. Estes eventos implicam várias consequências e em particular: (i) recrutamento, ativação e diferenciação de monócitos em TAMs, células capazes de contribuir para a angiogênese e fibrose, trabalhando em conjunto com CAFs; (ii) ativação e diferenciação de HSCs em células semelhantes a miofibroblastos piorando assim a fibrogênese.

Além disso, as HSCs ativadas contribuem para a imunotolerância, interrompendo as funções das NKs (particularmente, a capacidade das NK de induzir a apoptose das HSCs) e favorecendo a ativação de T-regs. Esses últimos eventos são facilitados também pelos TAMs acima mencionados capazes de promover uma resposta imune Th2, levando assim a uma condição de imunotolerância. Em conjunto, os mecanismos ilustrados acima contribuem para o agravamento e progressão do CHC.

Além disso, a produção de ROS representa um ponto crucial no processo de diferenciação macrofágica em M2 e TAMs e, o tratamento antioxidante, reduzindo a produção de superóxido O2-, inibe a diferenciação de TAMs e a tumorigênese em modelos de câncer em camundongos [180,181].

Além disso, os TAMs podem se diferenciar ainda mais em macrófagos M2 imunotolerantes, cuja presença no CHC está associada a uma baixa taxa de sobrevivência após a ressecção curativa [182]. Essas células, de fato, através da secreção de citocinas (como TGF- e IL-10), quimiocinas, fatores de crescimento e metaloproteases da matriz, podem contribuir para a fibrose, crescimento e progressão tumoral, desenvolvimento de metástases intra-hepáticas, angiogênese , e, mais notavelmente, supressão imunológica ao promover a resposta imune do tipo Th2-[182,183].

O perfil de expressão gênica de pacientes com CHC revela uma mudança de uma resposta imune Th1 para Th2, sugerindo um papel central desempenhado pela desregulação imune celular na aparência do tumor hepático [184]. Os mecanismos subjacentes a essa alteração ainda não estão completamente esclarecidos, embora diferentes mediadores produzidos por células estromais ou células tumorais, como IL-10, hormônios glicocorticóides, ROS, células apoptóticas e imunocomplexos contribuam para criar um microambiente particular que facilita a polarização de células T em linfócitos Th2 [185]. Essa mudança acarreta um aumento dos níveis de citocinas Th2 (ou seja, IL-4, IL-5 e IL-10) e uma redução dos níveis de Th1 (ou seja, IFN- , IL{{12 }}, IL-15, IL-18 e IL-2). Isso é relevante porque os linfócitos CD4 mais Th1, por meio da produção de IFN-, aumentam a resposta antitumoral no CHC e, consequentemente, foi relatada uma diminuição significativa de células CD4 mais Th1-em pacientes com cirrose hepática e CHC, destacando sua importância na biologia do câncer de fígado [186,187].

Curiosamente, TAMs diferenciados com M2 promovem tolerância imunológica também favorecendo o recrutamento de Tregs [178]. As Tregs, caracterizadas pela expressão de CD25 em sua superfície e pela atividade do fator de transcrição intracelular forkhead box P3 (Foxp3), garantem fisiologicamente a autotolerância ao suprimir as células imunes autorreativas. Em particular, o HCC está associado à presença de um subconjunto particular de T-regs, ou seja, T-regs induzidos (iTregs), tanto no sangue periférico quanto no microambiente tumoral. A depleção de iTregs parece ser capaz de determinar respostas imunes antitumorais [188,189]. monócitos inflamatórios altamente representados no tecido tumoral de pacientes com CHC [190].

Além disso, a cooperação aberrante entre os TAMs e as células mesenquimais do fígado parece estar envolvida na geração de um ciclo vicioso que desencadeia o surgimento do tumor. Fibroblastos associados ao câncer (CAFs) podem produzir fator de crescimento epidérmico (EGF), fator de crescimento de hepatócitos (HGF), fator de crescimento de fibroblastos (FGF), IL-6, IL-8, quimiocina CXC motif ligando 12 ( CXCL12) e metaloproteases de matriz (MMP-3 e MMP-9) ​​[179,191,192]. Por meio da ciclooxigenase 2 (COX-2) e da proteína ácida secretada rica em cisteína (SPARC), os CAFs recrutam e estimulam os TAMs, que podem aumentar ainda mais a ativação dos fibroblastos por meio da secreção de TNF e fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF ), gerando um mecanismo biológico pelo qual a flogose e a fibrose se estimulam mutuamente com o envolvimento das HSCs [193] (Figura 2). Mais uma vez, curiosamente, o estresse oxidativo desempenha um papel central na dinâmica biológica que envolve esse processo, conforme comprovado por vários modelos clínicos e animais que sugerem a capacidade das ROS e dos produtos derivados da lipoperoxidação (particularmente H2O2 e MDA-adutos) de promover a ativação das HSCs [ 194].

A ativação de HSCs representa um momento crucial neste quadro. De fato, as HSCs ativadas podem se diferenciar em um perfil senescente, induzindo o recrutamento e a ativação de células imunes da corrente sanguínea, incluindo TAMs, além de aumentar a sinalização do receptor do fator de crescimento, em particular PDGF e TGF- [195]. Em consonância com isso, descobertas recentes sugerem a capacidade do TGF de inibir a ativação e as funções das células Natural Killer (NK) reprimindo o alvo mamífero da via da rapamicina (mTOR) [196]. As células NK normalmente medeiam suas funções produzindo grânulos citolíticos contendo perforina, granzimas, ligante indutor de apoptose relacionado ao fator de necrose tumoral (TRAIL) e IFN-, desempenhando, portanto, um papel duplo: ação citolítica e regulação das outras células imunes [197] .

Nas células NK, a atividade do receptor, modulada por HSCs ativadas, inibe o funcionamento normal das células NK hepáticas, contribuindo assim para o desenvolvimento e progressão do câncer de fígado [198]. Ainda mais no contexto do CHC, o déficit de função das NK pode desempenhar um papel crítico, uma vez que essas células podem induzir a apoptose de HSCs ativadas, resultando, ao final, em um efeito antifibrótico [199]. Além disso, a inflamação persistente e o estresse oxidativo geram HSCs ativadas resistentes à apoptose, aumentando a deposição de fibrose [200].

HSCs ativadas também estão implicadas na promoção de mecanismos de imunotolerância, secretando citocinas, que induzem a expansão de MDSC e o recrutamento de T-regs no tecido tumoral [201]. Como já mencionado, os T regs, por sua vez, podem interferir na imunidade inata, regulando a atividade das células NK e DCs (principalmente por meio da produção de citocinas anti-inflamatórias como TGF- e IL-10) [202]. Além disso, os T-regs também podem interromper a resposta imune adaptativa, suprimindo a proliferação de células T, a infiltração de células T CD8+ no tecido canceroso e a secreção de IFN [203,204]. Como se sabe, a secreção de IFN representa um momento fundamental para promover a ativação de células T CD4 plus e CD8 plus virgens contra patógenos e câncer [205]. Para uma ativação efetiva das células T, a apresentação do antígeno pelas células apresentadoras de antígenos (APCs) ao receptor de células T CD4/CD8 plus não é suficiente [206], e a interação entre os receptores coestimulatórios dos linfócitos (ge CD28, ICOS, CD137, OC40 , e CD27) e seus ligantes relativos (ge CD80/86, B7RP1, CD137L, OC40L e CD70) em resultados de APCs essenciais [207].

Enquanto isso, a modulação fisiológica da resposta dos linfócitos T é mediada por receptores co-inibitórios ativados por outros ligantes [207]. Essas interações, incluindo CTLA-4-CD80/, 86 e morte programada 1 (PD-1)-PD-L1, representam os chamados "pontos de verificação imune". Relevantemente, a inflamação crônica na NASH cria um microambiente tecidual que favorece o desenvolvimento de células T esgotadas: essas células expressam altos níveis de receptores coinibitórios (por exemplo, TLA-4 e PD-1) e citocinas efetoras baixas, com consequente comprometimento citotoxicidade anticancerígena [208].

Portanto, diante dessas evidências, a possibilidade de regular o sistema imunológico hoje é considerada uma fronteira terapêutica muito fascinante. Em particular, a administração de inibidores do checkpoint imunológico (ICI), como anti-CTLA-4 e drogas PD1, representa uma estratégia terapêutica encorajadora em pacientes com esta neoplasia [209].

No geral, esses estudos mostram como a desregulação do sistema imunológico no CHC, em termos de alterações quantitativas e funcionais das células imunes, contribui para a criação de um microambiente tumoral no qual o desenvolvimento e a progressão do câncer estão fora de controle.

Nesse cenário heterogêneo envolvendo populações celulares muito diferentes, o desequilíbrio oxidativo pode representar o fil rouge que conecta todos os elementos dessa rede inflamatória.

4. Perspectivas Futuras: O Papel da Imunidade Treinada

Ao longo dos anos, a DHGNA tornou-se um dos problemas de saúde mais importantes na era da pandemia da obesidade, e grandes esforços científicos têm sido orientados para a compreensão dos mecanismos subjacentes ao seu aparecimento e evolução, cuja interpretação parece estar representada pela persistência da inflamação , em grande parte ligada à ativação de macrófagos [210]. Como mencionado anteriormente, essas células podem estar envolvidas na condução desse quadro patológico complicado no desenvolvimento de várias consequências metabólicas, como RI, obesidade, diabetes mellitus tipo II e aterosclerose, todos os processos fundamentados em um controle prejudicado do desequilíbrio do estresse oxidativo [211].

O progresso médico e o novo conhecimento científico avançado mudaram a antiga definição de funcionamento do sistema imunológico. Múltiplos contatos com alguns antígenos (por exemplo, PAMPs, DAMPs), bem como estímulos metabólicos, seriam capazes de produzir uma resposta imune secundária não feita exclusivamente por células imunes adaptativas [212,213]. Segundo a comunidade científica internacional, o termo “Trained Immunity” (TI) representa uma totalidade de processos imunológicos, que envolvem células de imunidade não específica, em particular monócitos e NKs, decorrentes de um segundo contato antigênico [212]. Este segundo contato seria capaz de produzir a ativação de várias vias de sinalização, que têm diferentes efeitos sobre a expressão gênica celular que, por sua vez, são principalmente orientadas para produzir uma reação imune contra antígenos mais potente em comparação com o primeiro contato [212,214].

Diferentemente da adaptação imune que ocorre nos linfócitos B, por meio da produção de aglomerados de células da medula óssea capazes de elaborar uma resposta específica contra um determinado antígeno, esse tipo de adaptação baseia-se principalmente em alterações epigenéticas, ligadas à acetilação de uma histona diferente ou à ação de alguns siRNA como miR-155 e, portanto, tem uma duração que pode variar de alguns dias a alguns anos [212,215,216]. Uma resposta TI não é "específica do antígeno" e pode ser transmitida para uma nova geração de células na maturação medular, dando-lhes a possibilidade de reagir contra os antígenos com uma típica "resposta treinada" [217-219].

No entanto, para melhor esclarecer o motivo do possível envolvimento da TI no cenário complexo da DHGNA, um dos aspectos mais importantes é a interconexão entre a resposta da TI e o metabolismo celular [220,221]. O imunometabolismo representa o campo de pesquisa fundamental na compreensão da regulação da resposta inflamatória (como nos macrófagos M1), que é sustentada principalmente pela atividade glicolítica e com a consequente parada do ciclo de Krebs. Alguns produtos metabólicos deste ciclo, como succinato ou alfa-cetoglutarato, desempenham papéis importantes como mediadores reguladores neste processo [222].

Além disso, algumas enzimas da ETC mitocondrial estão envolvidas no TI, incluindo a succinato desidrogenase (SDH), que representaria um dos mais importantes alvos biológicos do itaconato [223]. No seu conjunto, estas evidências científicas confirmaram o papel crucial das mitocôndrias nesta complexa rede biológica através da qual a patogénese de algumas doenças imunomediadas, ainda não completamente conhecidas, poderia ser melhor esclarecida.

O equilíbrio entre succinato e alfa-cetoglutarato determina a regulação de alguns efetores de TI, incluindo Jumanji domain-containing (JMJ) e ten-onze translocations (TET), que atuariam principalmente através da modificação da acetilação de histonas, como H3K4 [224] . Para tanto, a investigação do metabolismo mitocondrial de monócitos e a mudança celular da ETC para a via energética prevalente glicolítica em animais (modelo de dieta hiperlipídica) e modelos clínicos de DHGNA podem ser rotas úteis para entender completamente o envolvimento de TI neste quadro patológico complexo.

Além disso, outro ponto importante que poderia ser avaliado neste contexto é representado pela atividade do itaconato, um dos principais mediadores reguladores da TI, decorrente diretamente da conversão do cis-aconitato feita pela enzima imunorresponsiva do gene 1 (IRG1) [225,226].

A expressão de IRG-1 é geneticamente e epigeneticamente regulada por LPS, que estimula sua expressão por meio de uma via que envolve a ativação da proteína quinase C (PKC) [227]. Já o miR93, diminui a expressão do IRG-1, por atuar no fator de transcrição Interferon Regulatory Factor-9 [228].

O itaconato atua como um mediador anti-inflamatório, pronto para regular a ativação injustificada e excessiva da cascata inflamatória, atuando por diferentes mecanismos: interrompe a atividade do SDH, envolvido na síntese da Coenzima Q e, em seguida, na ativação do inflamassoma e da frutose-6- fosfato quinase; forma complexos com glutationa; inibe o fator de transcrição IkB-zeta, envolvido na síntese de IL-6; ativa o Nrf2 através da alquilação da proteína 1 (KEAP1) associada a ECH semelhante a kelch [229,230]. O LPS pode induzir um aumento na produção de citocinas pró-inflamatórias, logo seguido por um estímulo para a síntese de itaconato por meio da ativação do IRG-1. Em um artigo recentemente publicado, foi destacada a importância do TI em um modelo de camundongo de dano hepático por isquemia/reperfusão, usado como um modelo bem conhecido de dano por estresse oxidativo hepático, no qual a atividade do Nrf2 parece ser essencial neste configuração [231,232].

Além disso, à luz do aumento da permeabilidade intestinal a vários antígenos desencadeantes do sistema imunológico em pacientes com DHGNA, essa hipótese adquire ainda mais interesse. Isso poderia dar a oportunidade não apenas de entender melhor o processo patogenético que envolve a DHGNA, mas também levar a comunidade científica à compreensão de sua história natural e aparecimento de complicações, bem como avaliá-la como um potencial alvo terapêutico na carga real do tratamento ideal gestão médica [233,234]

Devido ao papel principal dos macrófagos na DHGNA e seu envolvimento essencial na regulação do desequilíbrio do estresse oxidativo, não apenas no fígado, mas também nos tecidos periféricos, como os adiposos e vasculares, parece razoável explorar o possível envolvimento do TI nesse contexto. A avaliação da síntese de itaconato, expressão de IRG-1, bem como a síntese e a resposta biológica derivada da atividade dos fatores de transcrição acima mencionados e/ou a investigação do efeito derivado da administração, em modelos animais, do itaconato, representam alguns importantes pontos de pesquisa que aguardam serem abordados.