Controle do Metabolismo das Células do Sistema Imune

Metabolismo Celular e sua Regulação

O Dr. Rui Curi é professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Ele formou-se em Farmácia-Bioquímica na Universidade Estadual de Maringá, PR. Cursou a pós-graduação (Mestrado e Doutorado) no próprio ICB. Depois fez estágio de pós-doutoramento na Universidade de Oxford, na Inglaterra. Foi pesquisador visitante da Faculdade de Medicina da Universidade Livre de Bruxelas e Uniformed Services University of Health Sciences (USUHS) e National Institute of Health (NIH) em Washington nos EUA.

O Dr. Curi ministra aulas de Fisiologia para os alunos da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP junto ao Curso Integrado de Anatomia, Histologia e Fisiologia que coordenou durante vários anos.

Ele já orientou mais de 30 trabalhos de pós-graduação, entre dissertações de Mestrado e teses de Doutorado. Muitos dos seus ex-alunos tornaram-se professores e pesquisadores da própria USP, de outras Universidades, públicas e privadas, atuam em laboratórios ou estão trabalhando no exterior.

O Professor Rui Curi lidera um grupo de pesquisa que vem estudando o metabolismo de diferentes tipos celulares e sua regulação. Particularmente, o grupo estuda o metabolismo de linfócitos, macrófagos e neutrófilos e sua importância para as funções dessas células.

A equipe deste grupo de pesquisa é composta por cerca de 25 pessoas, incluindo pessoal técnico, alunos de pós-graduação (Mestrado e Doutorado) e vários de Iniciação Científica (estudantes de Graduação) e ainda estagiários de pós-doutoramento e pós-graduandos de outros grupos que desenvolvem neste Laboratório parte de suas pesquisas.

Em junho de 2001, o Professor Curi concedeu uma entrevista ao "janelas", cujos principais trechos se encontram a seguir.

Prof. Curi – Desde 1985, estamos estudando o metabolismo dos leucócitos (linfócitos, macrófagos e neutrófilos) e comparando-o com o de outros tipos celulares como enterócitos (células do epitélio intestinal) e células neoplásicas. Já verificamos que a glutamina, o aminoácido mais abundante do sangue, é utilizado ativamente por todas essas células. A glutamina é importante na proliferação de linfócitos, enterócitos e células neoplásicas, na fagocitose e na capacidade bactericida de macrófagos e na produção de espécies reativas de oxigênio por neutrófilos. Há evidências também de que a glutamina é importante para a produção de várias citocinas pelos 3 tipos de leucócitos. Informações sobre este aminoácido podem ser obtidas no livro "Glutamina. Metabolismo e Aplicações Clínicas e no Esporte" publicado pela Editora Sprint e escrito pelo nosso grupo.

Os leucócitos utilizam ativamente glicose e glutamina, mas oxidam esses metabólitos numa taxa muito baixa. Em outras palavras, a conversão de glicose e glutamina em gás carbônico é pequena. Então, essas moléculas fornecem carbono para a produção de macromoléculas como DNA, RNA e lipídios estruturais. Nós verificamos que os leucócitos, principalmente os macrófagos, produzem ativamente moléculas lipídicas como fosfolipídios, colesterol e ácidos graxos. Após a sua produção, parte destes lipídios é exportada para o meio extracelular. Além disso, há transferência significativa desses lipídios de macrófagos para linfócitos em co-cultivo. Estamos investigando as implicações funcionais dessa transferência de lipídios nas células aceptoras. Já temos evidências de que isto ocorre parcialmente pela regulação da expressão de genes e produção de proteínas específicas. Alguns ácidos graxos (como o ácido araquidônico) causam a morte das células aceptoras por apoptose ou necrose. Assim, o metabolismo dos leucócitos é direcionado para a produção de moléculas lipídicas que são transferidas para outros tipos celulares. Este deve ser um mecanismo adicional de comunicação entre células. Os leucócitos circulam pela corrente sangüínea e atingem vários tecidos. Assim, verificamos que os monócitos (o leucócito que mais produz e exporta lipídios) transferem quantidades apreciáveis dessas moléculas para células não imunes. As células beta pancreáticas, que secretam insulina, e os enterócitos do intestino são exemplos de células aceptoras desses lipídios.

A investigação científica exige uma abordagem experimental apropriada e rigorosa para permitir conclusões definitivas e incontestáveis. Utilizamos técnicas de biologia molecular e de cultura de células. Os experimentos são realizados em células isoladas cultivadas e também em sistema de co-cultivo. Nesse último caso, uma célula é co-cultivada no mesmo ambiente que outra de maneira a haver contato direto entre elas. Então, se a primeira célula for marcada com lipídio radioativo e a outra não, pode-se determinar se há transferência de radioatividade de uma para a outra célula. Esta é uma das técnicas que utilizamos para comprovar a transferência de lipídios entre células. A abordagem experimental que utilizamos é parte do conteúdo do livro "Como Cultivar Células" que Carmem Maldonado Peres e eu estamos organizando para ser publicado pela Editora Guanabara Koogan em 2004.

Outra forma que utilizamos para estudar os efeitos dos lipídios na função dos leucócitos é através da administração de dietas enriquecidas com diferentes tipos de gordura. Isto é extremamente importante pois no dia-a-dia escolhemos o que devemos ingerir. Estamos propondo que, dependendo do tipo de gordura escolhida (gordura animal ou óleo vegetal), pode haver estimulação ou inibição da função imune. Se isto for comprovado, teremos um componente adicional importante para o tratamento das doenças que apresentam alterações na resposta imune; a própria dieta. Temos aqui a possibilidade de uma aplicação importante do nosso trabalho e outro aspecto relevante é a forma de administração desses óleos. O Dr. Célio K. Miyasaka, meu colega do grupo, trabalhou com óleo de peixe que apresenta propriedades antinflamatórias. Ele verificou que a forma de administração do óleo de peixe determina parcialmente a resposta dos leucócitos. Dietas enriquecidas com óleo de peixe não reproduzem o mesmo efeito observado quando este óleo é oferecido aos ratos por sonda intragástrica.

Ácido linoleico, um ácido graxo insaturado, com duas ligações duplas, abundante nos óleos de soja e milho, é semelhante ao ácido oleico que contem apenas uma dupla ligação e é abundante no óleo de oliva.

2. "janelas" – Os resultados das experiências são obtidos a médio ou em longo prazo? Prof. Curi – Às vezes começamos um projeto e rapidamente temos o resultado. Outras vezes os resultados ficam mais distantes ou então se obtêm resultados que precisam ser confirmados. Neste caso, aborda-se o mesmo tema por vários ângulos e analisam-se vários modelos para confirmação. Eu diria que o nosso trabalho tem propostas que são de médio e longo prazo.

Eu gostaria de dar um exemplo. Se a pergunta for: o ácido oleico (presente no óleo de canola e oliva) é capaz de induzir apoptose (morte celular)? Pode-se montar um experimento para verificar tal processo e, em poucos meses, obtem-se uma resposta definitiva a esta questão. Entretanto, se a pergunta for: "qual o mecanismo de ação envolvido?", certamente o período de tempo necessário para obtenção da resposta será muito maior.

3. "janelas" – Como os resultados da sua pesquisa podem afetar a saúde da população?

Prof. Curi – De várias formas. Em 1982, o grupo do Dr. Eric Newsholme da Universidade de Oxford demonstrou que linfócitos consomem glutamina ativamente. No ano de 1986, Philip Newsholme e eu comprovamos o mesmo fenômeno em macrófagos. Em 1997, Tânia Cristina Pithon Curi (atualmente Professora de Fisiologia da Unicastelo e pesquisadora do grupo) demonstrou em nosso laboratório que este aminoácido é importante para a função de neutrófilos. A partir desse conhecimento, Augusto R. P. Guimarães, que fez doutorado no laboratório, desenvolveu e comercializa (através da empresa que criou – a Nuteral) produtos enriquecidos com glutamina que são indicados para pacientes com resposta imune alterada. Assim, o conhecimento gerado ao longo de 20 anos pelos laboratórios do Dr. Eric Newsholme e o nosso permitiu o desenvolvimento de novos produtos. Mesmo que isto não tenha sido feito diretamente por nós, a Nuteral foi criada por um ex-aluno meu que continua vinculado ao grupo. A citada empresa já tem cerca de 30 produtos registrados no Ministério da Saúde.

Há estudos mostrando que o óleo de peixe das regiões polares apresenta efeito benéfico para pessoas com hipertensão. Com base nessas informações, alguns alimentos enriquecidos com o óleo de peixe, como os leites enriquecidos com o omega3, são indicados para pacientes com doenças cardiovasculares. Contudo, as empresas fazem tais recomendações sem comprovar o efeito do alimento enriquecido que vendem. Há que se verificar através de experimentos apropriadamente planejados se o alimento que contem o óleo de peixe apresenta realmente os efeitos anunciados nas propagandas e embalagens. O nosso grupo está publicando um livro pela editora Manole onde este tema é abordado: "Entendendo a Gordura. Os Ácidos Graxos".

4. "janelas" – Há outras linhas de pesquisa do grupo atualmente, além da parte imunológica e da transferência de lipídios?

Prof. Curi – Sim, principalmente em colaboração com outros grupos de pesquisa. Estamos, em conjunto com o Prof. Ângelo Rafael Carpinelli, chefe do Departamento, estudando o papel dos lipídios na função das células beta do pâncreas, responsáveis pela secreção de insulina. Estamos verificando que os ácidos graxos modulam a secreção de insulina e talvez atuem no desencadeamento do diabetes.

Os fenômenos causados pela passagem de ácidos graxos através da membrana estão sendo estudados em conjunto com o colega de Departamento Joaquim Procópio. Os ácidos graxos difundem-se pela bicamada lipídica e geram movimento de cargas que podem ter implicações importantes na função das células.

Com a colega Carla R. O. de Carvalho estamos investigando o efeito de ácidos graxos na resposta à insulina. O objetivo é o de verificar se esses compostos interferem no processo de fosforilação de proteínas induzida pela ligação do hormônio ao seu receptor.

Outro trabalho, em colaboração com o Prof. Jorge Mancini Filho (Faculdade de Ciências Farmacêuticas), é sobre os ácidos graxos trans. Vou explicar um pouco! Na produção de margarina, os ácidos graxos insaturados cis do óleo vegetal são hidrogenados. O hidrogênio entra nas insaturações das moléculas de ácidos graxos resultando na saturação desses e solidificação do material. Neste processo, ocorre a formação de ácidos graxos trans, que permanecem com ligações duplas mas com conformação espacial diferente dos ácidos cis. Nós ingerimos os ácidos graxos trans e há indícios de que esses podem estar associados com a ocorrência de algumas doenças. Estamos estudando as possíveis diferenças nos efeitos de ácidos graxos trans e cis sobre a função imune.

Prof. Curi – Temos recebido apoio financeiro principalmente da FAPESP (Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de São Paulo). Em 1997, recebemos apoio do PRONEX para estudar o fenômeno de transferência de lipídios entre células de modo mais abrangente. Trata-se de um Programa de Apoio a Núcleos de Excelência em pesquisa que nos permite interagir ativamente com colegas de várias partes do Brasil. Do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) e da Pró-Reitoria de Pesquisa da USP recebemos apoio na forma de bolsas e pequenos auxílios financeiros. Temos também recebido apoio do Conselho Britânico para as interações que mantemos com grupos de pesquisa no Reino Unido e do Projeto Alpha que é um programa da Comunidade Econômica Européia e que nos permite interagir com grupos de pesquisadores da Europa.

Prof. Curi – Muito profícua! Temos colaborações com vários grupos de pesquisa da Universidade de São Paulo (já mencionados), Universidade Estadual de Maringá (Prof. Roberto B. Bazotte), UFPR (Prof. Luiz C. Fernandes), UFRGS (Prof. Paulo Ivo Homem de Bittencourt Jr.), Universidade de Brasília (Prof. Ricardo B. de Azevedo) , Universidade Estadual do Ceará (Prof. Augusto R. P. Guimarães), Universidade Federal Fluminense (Prof. Rolando B. Ceddia), Universidade Rural de Pernambuco (Prof. José A. de Souza). Muitos dos pesquisadores destes grupos são ex-alunos de pós–graduação. Também temos a colaboração com vários grupos de pesquisa nos Estados Unidos (como o Dr. Bechara Kachar do NIH e Sonia Q. Dói da USUHS) e Europa (como o Dr. Philip Newsholme de Dublin, Irlanda).

Prof. Curi – O assunto que estamos investigando é também objeto de estudo de outros grupos no Brasil e no exterior. Assim, em muitas situações estamos competindo para obter a informação antes deles. Isto torna o nosso trabalho estressante e motivante ao mesmo tempo. Temos de estar sempre bem informados sobre o que está sendo desenvolvido e implementar métodos de estudo mais apurados. Há uma busca incessante por novos caminhos e técnicas. Precisamos ter a humildade de reconhecer que nossa abordagem experimental pode ser melhorada sempre.

Prof. Curi –Sim, nós contamos no momento com 10 alunos de graduação que fazem Iniciação Científica. São alunos das áreas biológicas e biomédicas. Eles estão envolvidos em seus próprios projetos de pesquisa e todos são bolsistas da FAPESP ou do CNPq.

Prof. Curi – Eu diria que é o tema que estamos abordando! A possibilidade de identificarmos um novo mecanismo de sinalização entre células através de lipídios é motivante! Esta pode representar uma forma adicional de controle da função imune e de outros sistemas como o endócrino. Nós acreditamos que os leucócitos circulantes liberam substâncias (citocinas e lipídios) em áreas específicas, gerando microambientes, que regulam a funcionalidade de células e tecidos. Esta é uma proposta de comunicação inovadora e estamos acumulando evidências para comprová-la.

10. "janelas" – Quais as maiores dificuldades encontradas no andamento da pesquisa?

Prof. Curi – Temos uma dificuldade muito grande na importação de material. O nosso trabalho de pesquisa envolve gasto enorme com material de consumo. O processo de importação é lento e caro. O material demora a chegar, às vezes ocorre extravio e até a degradação dos reagentes importados. Deveria existir um mecanismo rápido e eficiente para a importação de material destinado à ciência e tecnologia.

Prof. Curi – Publicamos os achados na forma de artigos em revistas internacionais e também alguns em revistas nacionais. Apresentamos trabalhos em Congressos nacionais e internacionais. Nas palestras e seminários mostramos os nossos achados e sempre recebemos sugestões e críticas muito enriquecedoras. Temos nos empenhado em escrever livros. Esta é uma forma efetiva de divulgação. As pessoas interessadas no assunto lêem livros e escrevem para pedir esclarecimentos. A Internet é uma forma adicional de divulgação dos nossos achados e estamos nos acostumando a utilizá-la.

Prof. Curi – Normalmente conhecemos os alunos de iniciação científica durante as aulas da graduação. Alguns alunos, pelas perguntas que fazem ou por terem tido um desempenho excelente nas avaliações, são convidados a participar do grupo. A aula prática motiva os alunos para a pesquisa. Esta é uma das razões pelas quais o Prof. Luiz Cláudio Fernandes (da Universidade Federal do Paraná- UFPR), Joaquim Procópio e eu estamos organizando um livro "Praticando Fisiologia" a ser publicado pela editora Manole em 2004. Após a aula prática, os estudantes nos procuram interessados em integrar o grupo. Aqueles que não podemos absorver por falta de condições físicas são encaminhados para outros grupos de pesquisa.

Com relação à pós-graduação é diferente. As pessoas já formadas ficam nos conhecendo através dos trabalhos apresentados nos Congressos e também pelos artigos publicados. Ainda, é muito comum um ex-aluno do grupo indicar alguém para nos procurar. Atualmente as pessoas acessam o Departamento pela Internet e ficam conhecendo a nossa linha de pesquisa. Então, eles escrevem perguntando sobre a possibilidade de orientá-los para mestrado, doutorado ou pós-doutorado.

13. "janelas" – Que experiências da pesquisa podem ser levadas para a sala de aula?

Prof. Curi – Durante as minhas aulas procuro inserir aquilo que desenvolvemos no Laboratório e que seja pertinente ao tema em discussão. Cito sempre o trabalho dos colegas e os achados de que tenho conhecimento. O questionamento dos alunos é muito enriquecedor. A partir de perguntas bem formuladas pelos alunos muitas vezes são elaborados projetos de pesquisa a serem desenvolvidos. O aluno de graduação está acumulando informações e aprendendo a organiza-las. Ele é um questionador e não tem ainda noção exata da limitação experimental por isso cria sem censura. Estas características tornam o aluno de graduação um ótimo parceiro para o trabalho com pesquisadores mais experientes.