Uma pesquisa recente, publicada na revista Sciences Advances e realizada por pesquisadores do CONICET e colegas espanhóis, demonstrou que a proteína conhecida como galectina-1 (Gal-1) impede o desenvolvimento da remodelação vascular patológica subjacente à aterosclerose e ao AAA. Isso foi comprovado, por um lado, comparando os níveis de expressão de Gal-1 em amostras de pacientes com aterosclerose e aneurisma de aorta abdominal (AAA) com tecidos controle e, por outro, realizando diferentes ensaios.

O trabalho colaborativo possibilitou articular a expertise em cardiologia e doenças cardiovasculares (DCV) do grupo liderado por José Luis Martín-Ventura do Centro de Pesquisa Biomédica da Rede de Doenças Cardiovaculares (CIBERCV) e da Universidade Autônoma de Madri (UAM) , com a vasta experiência da equipe liderada por Gabriel Rabinovich, pesquisador do CONICET do Instituto de Biologia e Medicina Experimental (IBYME, CONICET – F-IBYME), no estudo do papel da Gal-1 em diferentes cenários patológicos, como o câncer , doenças autoimunes e infecções.

As DCV são a principal causa de morte no mundo. Segundo dados da Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 18 milhões de pessoas morrem anualmente em consequência deste tipo de patologia, sendo a aterosclerose e os AAA são doenças cujas causa subjacente é o remodelamento vascular patológico.

A aterosclerose é caracterizada pela formação das chamadas placas ateroscleróticas, que, quando desestabilizadas, liberam seu conteúdo e favorecem a formação de trombos que bloqueiam o fluxo sanguíneo. O AAA se distingue pela dilatação da aorta abdominal, que pode evoluir para ruptura da artéria, causando, na maioria dos casos, óbito. Por ser uma doença assintomática, é muito difícil diagnosticá-la antes que tenha um desfecho fatal.

Até hoje, a maioria dos medicamentos usados ​​para tratar esse tipo de doença visa diminuir os níveis de colesterol e outros lipídios, ou reduzir a glicemia. Mas uma vez que essas patologias estão avançadas, elas são muito difíceis de tratar. É por isso que é muito importante que a pesquisa seja realizada com o objetivo final de projetar medicamentos que possam neutralizar tanto a aterosclerose quanto o AAA.

“Sabíamos de pesquisas anteriores que a Gal-1 desempenha um papel muito importante na regulação do sistema imunológico –funcionando como imunomodulador-, e que também modula certos programas vasculares. Dessa forma, no câncer, a Gal-1 ajuda os tumores a escapar da resposta imune, bem como a criar novos vasos sanguíneos – angiogênese – que favorecem a migração de células tumorais e a formação de metástases”, indicou o Dr. Gabriel Rabinovich, da IBYME-CONICET.

“Por outro lado, em situações de autoimunidade – em que o sistema imunológico está exacerbado e ataca tecidos funcionais, ao reconhecer seus próprios antígenos como estranhos, a Gal-1 permite restabelecer o funcionamento dos circuitos tolerogênicos e inibir a inflamação. O papel da proteína na modulação de programas imunológicos e vasculares nos levou a pensar que essa poderia desempenhar um papel na aterosclerose, onde esses dois componentes são altamente marcados. Mas tínhamos muito pouca experiência em cardiologia, então, quando Martín-Ventura propôs que trabalhássemos juntos, parecia uma excelente ideia”, acrescentou.

O primeiro passo da pesquisa foi comparar os níveis de Gal-1 em placas ateroscleróticas humanas com o que estava acontecendo em amostras de paredes aórticas saudáveis.

“Esse primeiro estudo nos permitiu ver que nas placas de pacientes com aterosclerose, a expressão de Gal-1 foi bastante reduzida em relação ao que ocorreu nas amostras controle. Apesar de ainda não sabermos por quais mecanismos, isso nos deu a indicação de que o desenvolvimento da aterosclerose poderia estar ligado à diminuição da Gal-1”, indica Rabinovich.

Posteriormente, a equipe de pesquisa quis estudar o que estava acontecendo com a expressão de Gal-1 no AAA humano, e eles viram que, como na aterosclerose, os níveis caíram drasticamente; o que indicou que a perda desta galectina favorece o desenvolvimento de mecanismos ligados ao remodelamento vascular patológico subjacente a ambas as patologias cardiovasculares.

“No caso do AAA, que é uma doença que progride silenciosamente e sem aviso, a desregulação na expressão da Gal-1 pode até servir como biomarcador de progressão fantasma. Em outras palavras, a Gal 1 poderia ser uma janela para detectar a patologia a tempo”, indica Sebastián Maller, um dos autores do trabalho, que fez seu doutorado no IBYME entre 2014 e 2019.

Depois de observar que em aortas humanas de pacientes com aterosclerose, a expressão de Gal-1 estava bastante reduzida, a equipe de pesquisa queria ver o que acontece se a aterosclerose for induzida em camundongos geneticamente modificados para não expressar Gal-1, em relação ao que acontece se camundongos do tipo selvagem são submetidos ao mesmo processo.

“Quando a aterosclerose foi induzida, os camundongos deficientes em Gal-1 exibiram placas ateroscleróticas em maior número e maiores do que os camundongos de genótipo selvagem. A diferença foi muito mais perceptível, inclusive, do que esperávamos. Isso confirmou o que tínhamos visto em humanos”, diz Juan Manuel Pérez-Sáez, pesquisador do CONICET do IBYME e um dos protagonistas do trabalho.

Um dos aspectos mais interessantes da pesquisa foi quando camundongos deficientes em Gal-1, que haviam sido induzidos a formar placas ateroscleróticas, receberam Gal-1 recombinante para ver se a patologia poderia ser revertida. Os resultados foram "surpreendentemente bem-sucedidos", de acordo com uma declaração do CONICET.

O tratamento resultou em uma redução de 34 por cento na área da lesão aórtica em comparação com a entrega de controle de veículo. O tamanho das placas também foi visivelmente reduzido. Efeitos semelhantes foram encontrados quando camundongos AAA deficientes em Gal-1 foram tratados com Gal-1 recombinante.

"O tratamento com Gal-1 diminuiu o tamanho do núcleo necrótico, um marcador de instabilidade em placas ateroscleróticas avançadas, o que poderia prevenir a ruptura da placa e complicações associadas, como ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral", disse o Dr. José Luis Martín-Ventura, da CIBERCV e a Universidade Autónoma de Madrid.

“Esses resultados são muito animadores considerando que há uma lacuna na disponibilidade de tratamentos para essas patologias cardiovasculares. Embora ainda haja um longo caminho a percorrer até que isso possa ser aplicado aos pacientes, nosso objetivo foi que essa pesquisa possa ter continuidade terapêutica”, acrescentou Rabinovich.

Uma vez que foi possível determinar, com base no que foi observado em humanos e em modelos animais, a existência de uma ligação entre a diminuição dos níveis de Gal-1 e o desenvolvimento de aterosclerose, a equipe de pesquisa buscou elucidar como –através de quais mecanismos– esta proteína está envolvida na prevenção da remodelação vascular patológica.

Três mecanismos fundamentais podem ser reconhecidos no desenvolvimento da aterosclerose. Um mecanismo inicial está ligado ao que é conhecido como formação de células espumosas. Esse processo ocorre a partir de uma lesão nas paredes do endotélio, que permite que uma série de lipídios, principalmente o colesterol, comecem a penetrar na artéria; contra o qual uma resposta é produzida por células do sistema imunológico –macrófagos– que começam a fagocitar os lipídios liberados e assumem uma forma espumosa. Essas células espumosas são depositadas nas paredes das artérias, produzindo um processo inflamatório.

Um segundo mecanismo está ligado à alteração fenotípica das chamadas células musculares lisas, que são células vasculares que revestem as artérias. No desenvolvimento da aterosclerose, essas células mudam de programa, deixam de ser contráteis e passam a se tornar menos plásticas, mais fibrosas e proliferativas. Ao mudar o fenótipo, as células musculares lisas circundam as células espumosas e reduzem ainda mais o calibre da aorta. É assim que as placas ateroscleróticas se formam.

Um terceiro mecanismo, o posterior, ocorre quando, em resposta aos dois anteriores, começa a ocorrer necrose, ou seja, morte celular significativa, e a gerar instabilidade nas placas, com a possibilidade de que elas se rompam e seu conteúdo obstrua outros vasos sanguíneos. embarcações.

“A primeira coisa que queríamos estudar era como a Gal-1 poderia intervir na prevenção da aterosclerose por meio da modulação do sistema imunológico. Ao contrário do que esperávamos, não encontramos um aumento do número de macrófagos nas placas dos camundongos deficientes em Gal-1. No entanto, observamos que os macrófagos presentes foram mais eficientes e fagocitaram mais lipídios. Em outras palavras, a Gal-1 não modula o número de macrófagos que vêm em resposta à lesão, mas modula sua funcionalidade”, disse Rabinovich.

“Como sabemos que a Gal-1 desempenha um papel imunossupressor, assumimos que na sua ausência o sistema imunológico estaria mais ativo e recrutaria mais macrófagos. Mas descobriu-se que o número de células recrutadas para responder à lesão era o mesmo, mas sua capacidade de se tornarem células espumosas era maior”, explicou Pérez-Sáez.

Em segundo lugar, os pesquisadores queriam saber se a Gal-1 também desempenha um papel na aterosclerose por meio da modulação de programas vasculares, e conseguiram determinar que a Gal-1 tem um papel fundamental na mudança fenotípica das células musculares lisas.

Através do estudo proteômico da aorta de camundongos deficientes em Gal-1, que permite detectar todas as proteínas que são desreguladas quando um gene é suprimido (neste caso, Gal-1), descobriram que as proteínas mais moduladas foram as proteínas mitocondriais. "As mitocôndrias são organelas das quais dependem a energia e o metabolismo da célula, cuja função é altamente alterada na aterosclerose", explicou Rabinovich. A partir deste estudo, foi possível determinar que, através do programa de respiração mitocondrial, a Gal-1 modula alterações na funcionalidade metabólica das células musculares lisas.

“Isso significa que a Gal 1 desempenha um papel duplo na aterosclerose. Por um lado, atua como um imunomodulador ao impedir a formação de células espumosas, mas também inibe a alteração fenotípica das células musculares lisas”, disse Rabinovich.

A pesquisa também foi capaz de determinar os efeitos que a administração de Gal-1 recombinante tem sobre esses mecanismos. “A administração de Gal-1 recombinante a camundongos ateroscleróticos deficientes em Gal-1 impediu que os macrófagos fagocitassem lipídios e, assim, a formação de células espumosas, mas também restaurou a contratilidade das células musculares lisas que haviam alterado seu fenótipo. Ou seja, a administração de Gal-1 recombinante pode reverter, em camundongos, os mecanismos ateroscleróticos que são desencadeados pela ausência endógena dessa proteína”, concluiu Rabinovich.

Ao observar o que acontece em camundongos com AAA, patologia cujos mecanismos são semelhantes aos da aterosclerose, embora envolvam maior quebra de proteínas (proteólise), os resultados foram semelhantes.