S100A9 aggravates hepatic ischemia–reperfusion injury associated with hepatocyte CCL2 expression and macrophage recruitment

Quando um cirurgião interrompe temporariamente o fluxo sanguíneo para uma parte do fígado para remover um tumor ou preparar um transplante, o órgão enfrenta um perigo paradoxal. No momento em que o sangue volta a fluir, ele pode desencadear uma tempestade inflamatória violenta e autoinfligida. Esse fenômeno, conhecido como lesão de isquemia-reperfusão, ocorre porque o retorno súbito de oxigênio e nutrientes desperta o sistema imunológico de uma forma que danifica o próprio tecido que deveria salvar. As células do fígado, já estressadas pela falta de sangue, liberam sinais que convocam glóbulos brancos. Essas células imunes que chegam, destinadas a limpar os danos, acabam muitas vezes causando mais mal, levando ao inchaço, morte celular e, por vezes, falência de órgãos. Compreender exatamente como essa reação em cadeia começa e como ela se espalha é crítico para melhorar os resultados na cirurgia e no transplante de fígado, embora os gatilhos moleculares específicos que transformam um procedimento médico necessário em um evento inflamatório perigoso tenham permanecido algo ocultos.

Pesquisadores da Universidade Central do Sul, na China, rastrearam agora um caminho específico através desse caos, identificando uma proteína chave que atua como um mensageiro perigoso entre as células hepáticas feridas e o sistema imunológico. Ao combinar análise computacional avançada de dados genéticos e proteicos com experimentos em camundongos e células humanas, a equipe descobriu que uma proteína chamada S100A9 desempenha um papel central no agravamento do dano hepático após a restauração do fluxo sanguíneo. Eles descobriram que esta proteína não apenas permanece passivamente no tecido; ela instrui ativamente as células hepáticas estressadas a liberar um sinal químico que recruta mais células imunes, criando um ciclo de lesão que poderia potencialmente ser interrompido com tratamento direcionado.

A investigação começou com uma busca ampla por pistas. Os cientistas coletaram tecido hepático de camundongos que haviam passado por um procedimento que mimetiza a cirurgia hepática humana, onde 70 por cento do suprimento sanguíneo do fígado foi bloqueado por uma hora antes de ser restaurado. Eles compararam esse tecido com o tecido hepático de camundongos que haviam passado pela mesma cirurgia, mas sem o bloqueio sanguíneo. Usando ferramentas de sequenciamento poderosas, eles leram as instruções genéticas e mediram os níveis de proteína em ambos os grupos. Essa comparação massiva de dados destacou a S100A9 como uma suspeita de destaque. Nos fígados lesionados, os níveis desta proteína eram significativamente maiores do que nos saudáveis, aparecendo consistentemente tanto no código genético quanto nas estruturas proteicas reais. Os pesquisadores então confirmaram essa descoberta usando técnicas laboratoriais padrão, mostrando que a proteína era, de fato, abundante no tecido danificado e estava intimamente associada aos neutrófilos, um tipo de glóbulo branco que corre para o local da lesão no início do processo.

Para provar que a S100A9 estava realmente causando o dano, e não sendo apenas uma espectadora, a equipe testou duas estratégias diferentes para detê-la. Na primeira abordagem, injetaram nos camundongos um anticorpo especializado projetado para neutralizar a S100A9, bloqueando efetivamente sua capacidade de funcionar. Na segunda abordagem, utilizaram camundongos que foram geneticamente modificados para carecer totalmente do gene que produz a S100A9. Ambos os métodos yielded o mesmo resultado tranquilizador: o dano hepático foi significativamente reduzido. Os camundongos que receberam o anticorpo de bloqueio ou que careciam da proteína apresentaram menos inchaço, menos células mortas e níveis mais baixos de substâncias químicas inflamatórias prejudiciais no sangue em comparação com os camundongos de controle. Isso forneceu evidências fortes de que a S100A9 é um motor funcional da lesão, e não meramente um sintoma dela.

O estudo seguiu então para o nível celular para compreender o mecanismo por trás deste dano. Os pesquisadores expuseram células hepáticas de camundongos a uma condição que mimetiza a falta de oxigênio e glicose vista durante a cirurgia, seguida por um retorno às condições normais. Quando adicionaram a S100A9 a essas células estressadas, as células morreram em uma taxa mais alta, confirmando que a proteína diretamente agrava a morte celular. Mais importante ainda, descobriram o que a proteína estava dizendo às células para fazer em seguida. Ao analisar a atividade genética das células após a exposição à S100A9, descobriram que as células começaram a produzir grandes quantidades de um sinal químico chamado CCL2. Este químico atua como um farol de busca, especificamente projetado para atrair células imunes conhecidas como macrófagos.

A equipe verificou essa conexão mostrando que, quando as células hepáticas eram tratadas com S100A9, o fluido ao redor delas tornava-se muito mais atraente para os macrófagos, atraindo-os de forma mais agressiva. Inversamente, nos camundongos que careciam de S10oma A9, o tecido hepático produzia muito menos deste sinal químico e significativamente menos macrófagos se acumulavam na área lesionada. Isso revelou uma cadeia clara de eventos: a lesão inicial desencadeia a liberação de S100A9, que então força as células sobreviventes a produzir CCL2, que por sua vez chama mais células imunes que causam danos adicionais. Os pesquisadores também observaram pacientes humanos submetidos à remoção parcial do fígado. Eles mediram os níveis de S100A9 em amostras de sangue coletadas antes e depois da cirurgia e descobriram que os níveis subiram significativamente após o procedimento, espelhando as mudanças observadas nos camundongos. Isso sugere que o mesmo processo biológico observado no laboratório está ocorrendo em humanos.

Embora o estudo estabeleça um forte vínculo entre a S100A9, o sinal químico CCL2 e a chegada de células imunes danosas, os autores observam que ainda não provaram que bloquear este elo específico é a única maneira de deter a lesão. Eles sugerem que a S100A9 pode atuar através de outras vias também, e que o papel exato dos neutrófilos como a fonte primária da proteína ainda precisa ser totalmente esclarecido. No entanto, a evidência é robusta o suficiente para sugerir que a S100A9 é um ator principal na tempestade inflamatória que segue a cirurgia hepática. Ao identificar esta proteína e a via que ela ativa, os pesquisadores destacaram um potencial novo alvo para drogas que poderiam acalmar a resposta imune, protegendo o fígado durante os momentos críticos após a restação do fluxo sanguíneo. Este trabalho não oferece uma cura imediata, mas fornece um mapa claro de um bloqueio perigoso no processo de recuperação, apontando o caminho para futuros tratamentos que possam tornar a cirurgia hepática mais segura para os pacientes.