– O
sistema imunológico humano às vezes falha em sua função de reconhecer
tecidos e órgãos como elementos próprios do corpo e passa a atacá-los
como se fossem estranhos. Esse erro de identificação é denominado
autoimunidade agressiva e desencadeia doenças como a síndrome
poliglandular autoimune tipo 1 (APS-1) e o diabetes mellitus do tipo 1.
Nos últimos anos descobriu-se que dois genes, que atuam nas células
da medula do timo (células mTEC), controlam a autoimunidade agressiva: o
Fezf2 (sigla em inglês de
Um grupo de pesquisadores das faculdades de Medicina (FMRP) e de
Odontologia de Ribeirão Preto (FORP) da Universidade de São Paulo (USP)
usou o sistema CRISPR/Cas9 – uma ferramenta de edição do DNA – para
manipular o gene Aire e, dessa forma, entender melhor como ele atua no
controle de doenças autoimunes.
O estudo, resultado de um
projeto de pesquisa apoiado pela FAPESP e do trabalho de mestrado de Cesar Augusto Speck-Hernandez feito na FMRP-USP, foi publicado na revista
Frontiers in Immunology.
“Usamos, pela primeira vez, o CRISPR/Cas9 para ‘anular’ o Aire em células mTEC de camundongos cultivadas
in vitro [fora do corpo dos animais] e estudar o efeito da perda de função desse gene”, disse
Geraldo Aleixo Passos, professor da FMRP e da FORP-USP e coordenador do projeto, à
Agência FAPESP.
Passos explica que as doenças autoimunes são desencadeadas por
autoanticorpos (que reagem contra o próprio corpo) ou pelos linfócitos T
autoagressivos. Essas células, provenientes dos “timócitos”, são
“educadas” na glândula do timo (um órgão torácico, situado logo à frente
do coração) para não atacar os elementos próprios do corpo.
Quando essa educação falha, o timo deixa escapar para o resto do
corpo linfócitos T autoagressivos que podem agredir órgãos, como a
glândula suprarrenal (causando a síndrome APS-1) ou o pâncreas, onde
destroem as células produtoras de insulina e provocam o surgimento do
diabetes mellitus do tipo 1.
Pesquisadores da área de imunologia sempre associaram a função do
gene Aire com a eliminação dos timócitos autoagressivos, pois os
pacientes com a síndrome APS-1, por exemplo, apresentam mutações na
sequência do DNA desse gene. Mas ainda não havia uma demonstração cabal
que validasse essa associação.
“Decidimos testar a hipótese de que o gene Aire estaria envolvido na
eliminação dos timócitos autoagressivos ao controlar a adesão física ou
contato deles com as células mTEC. Sem o contato físico com as células
mTEC os timócitos autoagressivos não são eliminados”, disse Passos.
Edição do gene
Os pesquisadores intuíram que, se os pacientes com doenças autoimunes
apresentam mutações no Aire, o gene perderia a função de controlar a
adesão entre as células mTEC e os timócitos autoagressivos.
A fim de testar essa hipótese, eles usaram o CRISPR/Cas9 para romper o
DNA do gene Aire de células mTEC de camundongos e provocar mutações
nele, a fim de possibilitar a perda de sua função original.
Para funcionar, um gene tem que estar íntegro, ou seja, não pode ter
mutações deletérias. Quando o DNA dele é rompido por meio do
CRISPR/Cas9, a célula dispara um sistema emergencial de “reparo” para
reunir novamente a dupla fita antes que ela morra. Como esse sistema de
reparo não é muito eficiente, a própria célula gera erros na sequência
do gene-alvo, que resultam em mutação, explicou Passos.
“O gene-alvo mutante geralmente perde a sua função original e isso ocasiona algum problema na célula mutante”, disse.
Os pesquisadores da USP observaram que as células mTEC Aire mutantes
se mostraram m
enos capazes de aderir aos timócitos quando comparadas
com
as células normais, chamadas Aire selvagens.
Ao fazer o sequenciamento do transcriptoma, ou seja, do conjunto
completo dos RNAs mensageiros (mRNAs, codificadores de proteínas) das
células mTEC Aire mutantes e das selvagens, eles observaram que o gene
Aire também controla mRNAs codificadores de proteínas envolvidas com a
adesão célula-célula.
Em um estudo anterior, feito durante o trabalho de mestrado de
Nicole Pezzi,
sob orientação de Passos, os pesquisadores demonstraram por meio de uma
técnica de silenciamento gênico, chamada RNA interferente, que o gene
Aire realmente controla a adesão entre as células mTEC e os timócitos.
“Essas novas constatações reforçam a tese de que o gene Aire está
implicado na adesão mTECs-timócitos, que é um processo essencial para
eliminação das células autoagressivas e prevenção das doenças
autoimunes”, disse Passos, pesquisador associado ao Centro de Pesquisa
em Doenças Inflamatórias (
CRID), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (
CEPID) financiado pela FAPESP.
Na avaliação dele, a utilização da técnica CRISPR/Cas9 abre
perspectivas importantes de pesquisa no sentido de “editar” o genoma das
células mTEC de camundongos de laboratório de modo a “mimetizar” as
mutações do gene Aire encontradas nos pacientes com doenças autoimunes.
“Isso facilitará muito as pesquisas sobre o efeito das mutações
patogênicas do gene Aire. Como os genomas do homem e do camundongo são
muito parecidos em termos de sequências de DNA [mais de 80% de
identidade], poderemos continuar a utilizar o CRISPR/Cas9 nas células
desse animal para estudar os mecanismos da autoimunidade agressiva que
acontece em humanos e quem sabe, no futuro, tentar corrigi-los”, disse
Passos.
O artigo
Aire disruption influences the medullary thymic epithelial cell transcriptome and interaction with thymocytes (doi: 10.3389/fimmu.2018.00964), de Cesar A. Speck-Hernandez e outros, pode ser lido na revista
Frontiers in Immunology em
www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.00964/full.
