As infecções intestinais por Clostridioides difficile (C. diff) podem causar diarreia grave e debilitante em pacientes hospitalizados ou que estão em terapias imunossupressoras. As infecções podem ser muito difíceis de erradicar, reaparecendo quando os pacientes tentam reduzir gradualmente os antibióticos. Muitas pessoas tomam antibióticos durante meses e podem tornar-se resistentes a três ou mais deles.
“Muitas vezes, tomar antibióticos não é suficiente”, explicou Meenakshi Rao, professora assistente de pediatria da Harvard Medical School no Boston Children’s Hospital. “A infecção pode catalisar uma inflamação grave e descontrolada, especialmente em pacientes com doença inflamatória intestinal.”
Esta inflamação, por sua vez, promove a colonização do tecido intestinal por C. diff. E os próprios antibióticos podem ser parte do problema.
“Uma vez que atacamos C. diff com antibióticos, eles perturbam o microbioma intestinal”, disse Min Dong, professor associado de cirurgia da HMS no Boston Children’s, cujo laboratório estuda toxinas bacterianas e como combatê-las. “Isso cria uma oportunidade para infecções graves e recorrentes e se torna um ciclo vicioso.”
Uma nova abordagem potencial – que Dong, Rao e colegas descreveram na revista Nature – concentra-se em conter a inflamação intestinal em vez de combater diretamente as bactérias.
Em vez de antibióticos, a abordagem poderia empregar medicamentos já utilizados para náuseas e enxaquecas.
Os medicamentos funcionaram em ratos com uma cepa hipervirulenta de C. diff. Rao espera desenvolver um ensaio clínico para testar estes agentes em pessoas com infecções1 por C. diff.
Dong sabia há muito tempo que C. diff produz uma toxina extremamente potente – a toxina B – mas não sabia como ela causa a inflamação do cólon.
Usando dados de sequenciamento de RNA unicelular e outras técnicas, seu laboratório elaborou o mecanismo, mostrando que a toxina B se liga a receptores específicos (FZD1/2/7 e CSPG4).
Eles mostraram ainda que dois tipos principais de células nos tecidos intestinais – neurônios sensoriais e pericitos, respectivamente – apresentam esses receptores em níveis especialmente elevados.
“Há alguns anos, não teríamos conseguido descobrir isso”, disse Dong. “Agora podemos fazer isso com tecnologias unicelulares.”
A expertise de Rao na complexa neurobiologia do trato gastrointestinal foi crítica.
Ela e Dong descobriram que, em resposta à toxina, os neurônios sensoriais secretam neuropeptídeos, chamados substância P e peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), enquanto os pericitos16, que circundam os vasos sanguíneos, produzem citocinas pró-inflamatórias.
Num modelo de rato, isto provocou intensa inflamação neurogênica e danos nos tecidos – o mesmo tipo de dano que ocorre em pacientes humanos.
“É uma resposta inflamatória aguda muito forte que causa dilatação dos vasos e uma liberação maciça de células imunológicas, citocinas e mediadores inflamatórios que entram nos tecidos”, disse Dong. “Normalmente, esta é uma resposta protetora, mas é exagerada, perturbando não apenas as bactérias, mas também as células hospedeiras”.
Já existem medicamentos aprovados pela FDA (e pela Anvisa no Brasil) para bloquear os neuropeptídeos desencadeantes.
O aprepitanto, usado para náuseas e vômitos, bloqueia a sinalização da substância P.
Pequenas moléculas relacionadas ao olcegepant ou anticorpos monoclonais como o fremanezumabe, usados para enxaquecas, inibem a sinalização do CGRP.
No modelo de camundongo, esses medicamentos reduziram a inflamação e os danos aos tecidos. Surpreendentemente, eles até reduziram a carga da bactéria C. diff nos intestinos dos animais.
“Trabalhos recentes de outros pesquisadores sugerem que danos às células intestinais podem induzir a liberação de nutrientes que beneficiam C. diff”, disse Dong. “A resposta imunológica perturba o microbioma, o que promove o crescimento da C. diff. Assim que diminuirmos a resposta do hospedeiro, a C. diff terá menos capacidade de sobreviver.”
Rao, que também é membro afiliado do corpo docente da F.M. Kirby Neurobiology Center, do Boston Children’s, espera colaborar com seus colegas gastroenterologistas para desenvolver um ensaio clínico de um ou mais medicamentos. Eles provavelmente começariam em pacientes com C. diff resistente a antibióticos.
“Poderíamos começar usando esses medicamentos em conjunto com antibióticos, como terapia adjuvante”, sugeriu ela. “Sabemos que esses medicamentos são seguros.”
No artigo publicado na Nature, os pesquisadores relatam que a C. difficile intoxica neurônios e pericitos para provocar inflamação neurogênica.
Eles contextualizam que a infecção por Clostridioides difficile (ICD) é uma das principais causas de infecções gastrointestinais associadas aos cuidados de saúde. A inflamação exagerada do cólon causada por toxinas de C. dificile, como a toxina B (TcdB), danifica os tecidos e promove a colonização de C. dificile, mas como a TcdB causa inflamação não está claro.
Neste estudo, relatou-se que a TcdB induz inflamação neurogênica visando neurônios e pericitos aferentes que inervam o intestino através de receptores, incluindo os receptores Frizzled (FZD1, FZD2 e FZD7) em neurônios e proteoglicano de sulfato de condroitina 4 (CSPG4) em pericitos.
A TcdB estimula a secreção da substância neuropeptídica P (SP) e do peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP) dos neurônios e citocinas pró-inflamatórias dos pericitos. A entrega direcionada do domínio enzimático da TcdB, através da fusão com uma toxina diftérica desintoxicada, em neurônios sensoriais peptidérgicos que expressam o receptor exógeno da toxina diftérica (uma abordagem que chamou-se de toxogenética) é suficiente para induzir inflamação neurogênica e recapitula a principal histopatologia colônica associada à ICD.
Por outro lado, camundongos sem SP, CGRP ou receptor SP (receptor de neurocinina 1) apresentam patologia reduzida em ambos os modelos de injeção cecal de TcdB e ICD.
O bloqueio da sinalização SP ou CGRP reduz o dano tecidual e a carga de C. difficile em camundongos infectados com uma cepa padrão de C. dificile ou com cepas hipervirulentas que expressam a variante TcdB2.
Assim, o direcionamento da inflamação neurogênica fornece uma abordagem terapêutica orientada ao hospedeiro para o tratamento de infecção por Clostridioides difficile.
Fontes:
Nature, publicação em 12 de setembro de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 26 de outubro de 2023.
