Nutricional imunologia: função de células natural killer e sua modulação pelo resveratrol para a prevenção e tratamento do câncer

O sistema imunitário inato, é conservada entre os vertebrados e já está funcionalmente presente no nascimento. Os membros celulares do sistema imunitário inato humano são leucócitos diferentes, tais como monócitos, eosinófilos, neutrófilos, basófilos, células dendríticas e células NK. Outros membros não celulares do sistema imunitário inato são o sistema complementar e um grande número de citoquinas secretadas como resposta inflamatória a qualquer gatilho. Assim, o sistema imunitário inato forma um escudo protector complexo e eficaz contra infecções, mas também transformação maligna, e cancro, respectivamente. Curiosamente, vários compostos naturais como o resveratrol influenciam fortemente a resposta imunitária e, por exemplo, modulam a actividade das células NK. Por conseguinte, a modulação do sistema imunitário inato por compostos derivados de nutrição tem um impacto importante e valioso na saúde. Devido à forte ligação entre nutrição e câncer, o campo da imunologia nutricional investiga intensivamente substâncias imunodominadas que estão presentes ou mesmo enriquecidas em alimentos para prevenção e tratamento do câncer.

as células NK e a resposta imunitária

as células NK foram identificadas pela primeira vez em 1975 pela sua capacidade de lirar células cancerígenas in vitro sem sensibilização imunitária prévia e compreendem cerca de 15% de todos os linfócitos em circulação . A sua principal importância reside na defesa inicial do hospedeiro contra as células alogénicas e autólogas após a infecção pelo vírus, infecção por bactérias ou parasitas, ou contra as células transformadas malignas . O desenvolvimento de células NK ocorre principalmente no ambiente da medula óssea( BM): elas são derivadas de células estaminais hematopoiéticas posteriormente diferenciando-se em progenitoras comuns linfóides, que finalmente se desenvolvem em progenitoras NK/T, a partir das quais as células NK são derivadas ao longo da vida . Seu desenvolvimento de linhagem é caracterizado pela aquisição sequencial de receptores de superfície e funções efetoras . Além da RM e do sangue, as células NK também são encontradas em tecidos periféricos, incluindo fígado, cavidade peritoneal e placenta . As células NK humanas são amplamente definidas como linfócitos CD3− CD56+ (CD3: co-receptor de células T; CD56: molécula de adesão de células neurais (ncam)) e são ainda distinguidas em células NK CD56bright (~10% das células NK humanas) e CD56dim (~90% das células NK humanas). As células NK CD56dim expressam níveis elevados do receptor III da Fcy (FcyRIII, CD16) mediando a citotoxicidade mediada por anticorpos dependentes das células (ADCC), e as células NK CD56bright mostram menor ou nenhuma expressão CD16 . Para derrotar os seus alvos, as células NK são, após activação prévia pelas citoquinas, capazes de extravasamento e infiltração nos tecidos afectados . A morte da célula-alvo é executada através de diferentes mecanismos (Fig. 1). Em primeiro lugar, as células NK formam as chamadas sinapses imunes (interface dinâmica formada entre uma célula NK e uma célula alvo). Em segundo lugar, as células NK libertam grânulos citoplásmicos, organelas contendo proteínas como a perforina (Prf1), a granulisina da família saposina semelhante à saposina, e proteases serinas chamadas granzimas como a granzima B( GzmB) para clivagem, por exemplo. várias pró-caspases, que então são capazes de desencadear apoptose na célula alvo . Além disso, a expressão dos membros da família do factor de necrose tumoral (TNF), como o ligando FAS (FAS), o TNF e a apoptose relacionada com o TNF, induzindo o ligando (TRAIL), são capazes de induzir a apoptose das células tumorais após a formação de sinapses imunes. TRILHA pode ligar para vários receptores de morte (DR), dois dos quais são agonísticos (DR4 (TRAIL-R1) e DR5 (TRAIL-R2)) e induzir a apoptose, e dois dos quais são antagônicos (chamariz do receptor 1 (DcR1, TRILHA-R3) e DcR2 (TRAIL-R4)) e não induzir a apoptose. Outra possibilidade para tomar medidas contra células-alvo é a secreção de um número de efetor citocinas como interferon-γ (IFN-γ), de granulócitos-macrófagos fator estimulador de colônia (GM-CSF) e interleucina (IL) como IL-5, IL-10, ou IL-13 depois de atingir estágios distintos de NK-a diferenciação celular (Fig. 1). Além disso, as células NK secretam uma variedade de quimiocinas incluindo quimiocinas C-C motif ligante 2 (CCL2, monócitos-chemoattractant protein (MCP)-1), CCL3 (macrófagos inflamatórios proteína (PMI)-1α), CCL4 (MIP-1β), CCL5 (regulamentada após a ativação, normal T-cell expressa e secretada (RANTES)), quimiocinas X-C motif ligante 1 (XCL1, lymphotactin), e de quimiocinas C-X-C motif ligante 8 (CXCL8, IL-8) para colocalize com outras células do sistema imunológico, como células dendríticas em áreas de inflamação (Fig. 1) . Com uma ampla gama de receptores de reconhecimento de padrões (PRRs), diferentes tipos de células imunitárias podem identificar especificamente padrões moleculares associados a patógenos conservados (PAMPs), que estão exclusivamente presentes em micróbios como vírus, bactérias, parasitas e fungos. Membros do principal PRR famílias são transmembrana Toll-like receptors (TLRs), C-tipo de lectin receptores (CLRs), citoplasmática de nucleotídeos oligomerização de domínio (NOD)-like receptors (NLRs), e o RNA helicase retinoic de inflamação induzida por gene I (RIG-I)-like receptors (RLRs). Assim, uma sinalização intracelular pode ser activada que subsequentemente induz a expressão de genes envolvidos na resposta inflamatória e/ou imunitária para recrutar, por exemplo, células fagocíticas e moléculas efectoras para o local da infecção. As células NK expressam diferentes PRRs como TLRs, NLRs e RLRs. Eles respondem diretamente às cãibras em um ambiente apropriado na presença de citocinas como IL-2, IL-12, IL-15 ou IL-18. Assim, as células NK activadas produzem IFN-γ, GM-CSF, ou TNF-α, Ou libertam grânulos citotóxicos direccionados para uma célula alvo. Se uma célula NK permanece silenciosa ou executa a sua capacidade de occisão em células malignas depende do equilíbrio dinâmico dos eventos de estimulação de duas principais classes estruturais de receptores da superfície celular NK, os receptores tipo imunoglobulina-tipo killer cell (KIRs) e receptores da família Tipo C da lectina, que inibem e/ou activam as cascatas de sinalização (Fig. 1). Alguns dos receptores activadores humanos, como diferentes KIRs ou receptores naturais de citotoxicidade (NCRs), tais como NKp30, NKp44, NKp46, e NKp80, transmitem o sinal de activação através de vias proteicas dependentes da tirosina cinase. Portanto, diferentes proteínas do adaptador transmembranar compreendem um a três motivos de activação baseados na tirosina (ITAMs), consistindo numa sequência consensual de aminoácidos com tirosinas e leucinas . Após a fosforilação, as ITAMs servem como locais de acoplagem para outras cinases para passar ainda mais a sinalização. Sinais de ativação adicionais também podem ser mediados através de receptores, que não estão associados com outras proteínas adaptadoras, que não contêm ITAM . Para antagonizar a activação das células NK, estão presentes receptores de superfície inibitórios, como diferentes KIRs em humanos, que actuam através de vias dependentes da proteína tirosina fosfatase . Possuem imunoceptores inibidores da tirosina (ITIMs) nos seus domínios citoplásmicos, que podem recrutar fosfatases tirosinas, como o domínio Src-homology 2 (SH2)-contendo SHP-1 ou SHP-2. O equilíbrio do estado de fosforilação de várias moléculas de sinalização que são alvos tanto para os membros do Syk-família de proteínas tirosina cinases zeta-cadeia-associado da proteína quinase 70/SYC (ZAP70/SYC), SHP-1, PCH-2 de proteínas fosfatases, e a sua mudança para um lado ou para o outro é, portanto, crucial para células NK comportamento. Ligantes para os receptores inibitórios são moléculas polimórficas de classe I do complexo principal de histocompatibilidade (MHC). Os receptores KIR ligam grupos de HLA-a, HLA-B e HLA-C alelos, enquanto HLA-E é reconhecido por CD94-NKG2A.

Câncer e células NK atividades

Algumas células de câncer de falta ou downregulate um ou vários MHC de classe I moléculas e/ou regular e.g. NKG2D ligantes (NKG2DL) como o stress-inflamação induzida por glicoproteínas de superfície de MHC classe I-relacionadas a cadeia A e B (MICA e MICB), e, portanto, não fornecer ou não o suficiente inibitória de estimulação . Este chamado reconhecimento ‘ausente-Auto’ permite que as células NK detectem e destruam as células transformadas ou alogénicas, discriminando-as das células hospedeiras normais (Fig. 1) . Infelizmente, os doentes oncológicos têm frequentemente células NK funcionalmente debilitadas e, por conseguinte, uma resposta imunitária antitumoral dificultada . Por conseguinte, a aplicação de compostos farmacológicos que melhoram a função das células NK e/ou restabelecem a vigilância imunitária faz parte das actuais estratégias antitumorais e regimes de tratamento. Medicamentos imunomodulatórios como a talidomida e a lenalidomida aumentam a citotoxicidade no mieloma múltiplo e aumentam a quantidade de células NK do sangue periférico . Quimioterapêutica como melfalano, etoposido e doxorrubicina, ou o inibidor do proteosoma Bortezomib, desencadeiam a regulação da ativação de ligantes para os receptores nkg2d e dnax molécula Acessório-1 (DNAM-1) em células mieloma múltiplo, sensibilizando-os assim para a morte mediada por células NK . Em linha, o bortezomib, em baixas concentrações, inibe a proliferação no carcinoma hepatocelular com aumento simultâneo da expressão MICA/B. Especialmente, um grande número de citoquinas, tais como IL-2, IL-10, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21, IL-23 e interferões tipo I (IFN-α, IFN-β) são investigados quanto ao seu potencial de modulação para a actividade das células NK . O IL-2 e o IL-15 são comumente necessários para expandir células NK doadoras in vitro em terapia de transferência adotiva para estimular a proliferação na periferia . Esta ativação leva a uma expressão de trilho de alta membrana quando comparada a células não estimuladas . O IL-2 é aprovado pela FDA para o tratamento do cancro renal metastático e do melanoma maligno avançado . Enquanto a aplicação subcutânea a longo prazo de baixa dose de IL-2 parece estar associada a um perfil de efeito secundário tolerável, a utilização sistémica de IL-2 em doses elevadas pode resultar em efeitos secundários graves, como a síndrome de fuga vascular (SIV) e outras toxicidades . De notar que vários compostos naturais influenciam fortemente a resposta imunitária e modulam especialmente a actividade das células NK, apresentando simultaneamente perfis de toxicidade favoráveis. O Resveratrol, administrado diariamente a voluntários saudáveis em doses orais até 5 g durante um período de 29 dias, demonstrou ser seguro sem reacções adversas graves, o que foi demonstrado por análises clínicas, bioquímicas ou hematológicas .Resveratrol a plant-based diet

the naturally occurring lipophilic plant polyphenol resveratrol was first isolated in 1939 from the roots of the white hellebore Veratrum grandiflorum O. Loes by Takaoka . Desde então, o resveratrol foi extraído de mais de 100 plantas diferentes, algumas das quais servem como fontes alimentares humanas comuns como uvas (vinho, sumo de uva), amendoins, soja, lúpulo e bagas como mirtilos e airelas. O Resveratrol pertence à subclasse poli-hidroxistilbeno de polifenóis vegetais e existe como dois isómeros, cis-(Z) e trans – (e) (Fig. 2a e b). A dupla ligação de estireno pode sofrer isomerização durante a irradiação UV da forma trans para a cis . Na porção glicosídea piceida de ocorrência natural, a glicose está ligada ao cis – ou trans-resveratrol através de uma ligação 3-O-β-D-glicosídica, de modo que também existem dois isómeros piceídicos (Fig. 2c). Em plantas resveratrol serve como fitoalexina (antibiótico vegetal) produzida em resposta a infecções fúngicas, lesões ou radiação UV, especialmente em videiras , pinheiros e leguminosas. O Resveratrol ganhou a atenção pública associada ao” paradoxo francês”, uma frase que descreve o fato de que a taxa de mortalidade por doença coronária na França é menor do que no resto da Europa e nos EUA, apesar de uma dieta tradicionalmente rica em gorduras saturadas e concentrações semelhantes de colesterol no plasma. No entanto, as taxas de mortalidade francesas da CDH assemelham-se mais às taxas do Japão ou da China . Os dados correspondentes foram adquiridos durante o projecto MONICA (monitorização multinacional das tendências e determinantes das doenças cardiovasculares), organizado pela Organização Mundial de Saúde (OMS) nos anos 80, para monitorizar as doenças cardiovasculares e determinar os factores de risco correspondentes em 21 países do mundo. Foi sugerida uma explicação possível para esta constatação do consumo de vinho tinto em França, com um teor comparavelmente elevado de resveratrol numa base regular . Na verdade, a França teve o maior consumo anual de vinho per capita em todo o mundo durante o período de aquisição de dados. Além disso , para o antioxidante resveratrol , anti-inflamatório , neuroprotectivo , antiproliferativo e propriedades imunomodulatórias distintivas foram mostradas . Além disso, vários exemplos de efeitos antitumorais do resveratrol são descritos na literatura e amplamente resumidos por Han e colegas para diferentes tipos de tumores . Publicações recentes descrevem e.g. um efeito sinérgico do resveratrol em associação com a doxorrubicina in vitro e in vivo no tratamento de diferentes linhagens celulares de cancro da mama (MCF-7 e MDA-MB-231) ou indução dependente da dose de apoptose em linhagens celulares de cancro do cólon como as células SW620 e HepG2 .

Biodisponibilidade, farmacocinética, e funções biológicas de resveratrol

Resveratrol é absorvido pelo intestino trans-epitelial de difusão . Num estudo clínico realizado por Walle et al. pelo menos 70% do resveratrol marcado com 14C foi utilizado após administração oral. Outras análises farmacocinéticas revelaram os níveis mais elevados de resveratrol/metabolito 30 minutos após a ingestão, estando o resveratrol livre presente apenas numa pequena extensão (1, 7–1, 9 %). O Resveratrol-3-O-sulfato, o resveratrol-4′-o-glucuronido e o resveratrol-3-o-glucuronido são os principais metabolitos plasmáticos, representando 2, 4-até 13-vezes os valores de Cmax no plasma do que o resveratrol livre . Quase 50% do resveratrol e dos seus metabolitos ligam-se às proteínas plasmáticas, como a albumina e a hemoglobina, bem como às lipoproteínas de baixa densidade (LDL) . Cerca de 40-98% do resveratrol administrado por via oral é excretado na urina e nas fezes em 24 horas . O Resveratrol ganhou maior atenção pela primeira vez através da sua actividade antioxidante contra LDL humana descrita em 1993 por Frankel et al. , fortalecendo assim a hipótese do “paradoxo francês” através da diminuição dos danos endoteliais, que é patofisiologicamente associada com a doença cardiovascular. No entanto, o potencial antioxidante do resveratrol é menos potente do que o da quercetina ou epicatecina, respectivamente flavonóides, que são mais abundantes em vinho tinto do que o resveratrol . Inibição da agregação plaquetária e eicosanoid síntese por resveratrol, devido à diminuição dos níveis de tromboxano A2 (TxA2) através da inibição da ciclooxigenase-1 (COX1) foi relatado . Esta propriedade inibidora do resveratrol sobre a actividade da ciclo-oxigenase desempenha um papel na produção de moléculas pró-inflamatórias. Neste contexto, o resveratrol actua como uma molécula anti-inflamatória e demonstrou reduzir o edema agudo e quimicamente induzido , a inflamação das vias aéreas induzida pelo lipopolissacárido (LPS) e a osteoartrite . Além disso , o resveratrol suprime o factor Nuclear potenciador da cadeia-luz das células B activadas (NFkB)-activação, influenciando assim a transcrição genética que regula as respostas imunitárias e inflamatórias . Sabe-se, desde 1997, que o resveratrol também apresenta uma actividade anticancerosa activa ao longo dos passos de iniciação, promoção e progressão in vitro e in vivo. Por conseguinte, o resveratrol foi considerado como um agente quimiopreventivo para o cancro . Resveratrol também ativa sirtuin 1, que é responsável por e.g. para a regulação da produção de glucose e insulina, o metabolismo da gordura e, nomeadamente, a sobrevivência celular prolongada através da regulação negativa do supressor tumoral p53 . Além disso, o resveratrol também foi descrito para prevenir a desregulação da comunicação intercelular entreccional (GJIC) mediada por peroxídeos orgânicos e tóxicos ambientais . Para o câncer, mas também outras alterações de doenças no GJIC foram relatadas e parecem desempenhar um papel crucial durante a transformação maligna e promoção do tumor. Portanto, a proteção de uma deficiência do gjic celular acrescenta outro aspecto interessante à função anticancerosa do resveratrol .Vários estudos demonstraram uma influência directa do resveratrol nas células NK e a sua capacidade de matar em diferentes níveis (Fig. 3). O Resveratrol exerce efeitos simultâneos sobre as células NK e outras células imunitárias, como as células CD8+- e CD4+-T. Falchetti e colegas expuseram as células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) a diferentes concentrações de resveratrol por um período de 18 horas. Após a remoção do resveratrol, a capacidade de matar células NK das células PBMCs foi testada contra as células K562 da leucemia mielóide humana imortalizada. Os autores mostraram um aumento da atividade de OCN em baixas concentrações de resveratrol variando de 0,33 µM a 5,48 µM, com atividade máxima de 1,31 µM. No entanto, observou-se uma inibição da actividade lítica relacionada com a dose com concentrações elevadas de resveratrol de 21,92 µM e 87,68 µM. Este achado foi confirmado por Li e colegas de trabalho, da mesma forma, demonstrou-se que a inibição da viabilidade e aumento da apoptose de células NK após a incubação com altas concentrações de resveratrol (50 µM), enquanto que baixas concentrações de 1.56 µM 3.13 µM resultou em upregulation de NKG2D e IFN-γ no mRNA, bem como os níveis de proteína e um aumento de células NK matar para leucemia K562 células-alvo (Fig. 3) . Estes resultados sugerem um efeito bifásico do resveratrol dependente da concentração, que é explicado pela promoção da apoptose celular através da via de sinalização da caspase em concentrações elevadas. Isto é suportado por células apoptóticas/necróticas tardias significativamente reduzidas após pré-tratamento com o inibidor da caspase z-VAD-FMK. Este último estudo revelou ainda uma maior susceptibilidade citotóxica das células T linfoblastóides humanas (células Jurkat) ao resveratrol quando comparado com as células NK. Este foi ainda corroborada por Lu e Chen, que relataram uma semelhantes dose-dependente aumento de citotóxicos células NK matar atividade contra tumores de linhas de células derivadas de tumores sólidos, e.g. HepG2 e células A549 após a pré-estimulação de imortalizado células NK (NK-92 células) com resveratrol em baixas concentrações de 1.56, de 6,25 e 12,5 µM. Todos os efetores em relação ao objetivo (1:1, 5:1, 10:1) mostrou efeitos semelhantes com o maior aumento da actividade de occisão após pré-tratamento com resveratrol de 12,5 µM para a razão 10:1 . Os autores demonstraram adicionalmente uma regulação dose-dependente da expressão da perforina e uma fosforilação dose-dependente do ERK-1/2 e JNK nas células NK-92 estimuladas pelo resveratrol. Anteriormente, foi demonstrado que o ERK-1/2 e o JNK contribuem para a citotoxicidade mediada por NKG2D . Utilizando um modelo de pneumonia aguda murina para avaliar as propriedades anti-infecciosas do resveratrol, subsequentemente demonstrou uma actividade aumentada das células NK com um efeito anticancerígeno aumentado . Neste último estudo, o resveratrol foi administrado intragastricamente a ratos durante 3 dias com 0, 5 mg/kg de peso corporal. O grupo tratado com resveratrol demonstrou um aumento da infiltração de macrófagos alveolares (AM), uma elevada actividade das células NK e uma diminuição da carga bacteriana nos pulmões dos animais infectados, com uma diminuição da mortalidade. Curiosamente, as células NK isoladas do baço de ratos pré-tratadas com resveratrol demonstraram uma eficácia de occisão reforçada contra as células alvo YAC-1 marcadas com 51Cr do Ratinho, em comparação com as células NK do baço isoladas a partir de ratos de controlo tratados com solução salina. Para além dos modos de Acção acima mencionados, o resveratrol aumenta a expressão da superfície celular dos ligantes NKG2D nas células da leucemia promieloblástica humana KG-1a, proporcionando assim dois mecanismos complementares para reforçar as células assassinas induzidas pela citocina (CIK, um fenótipo misto entre as células T e NK), matando directa e indirectamente as propriedades . Estimulação de células KG-1a com resveratrol de 25 µM para 24 h renderizadas células KG-1a sensíveis à citólise mediada pelo CIK através de um aumento na expressão da superfície celular de ligantes NKG2D e do receptor DR4, juntamente com uma redução da expressão da superfície celular de DcR1 em células KG-1a, e acompanhada pela activação da via de trilho . O Resveratrol é ainda capaz de sensibilizar as células de várias entidades cancerígenas para a morte das células apoptóticas induzidas, tais como neuroblastoma, medulloblastoma, glioblastoma, melanoma, leucemia das células T, cancro do pâncreas, da mama e do cólon (Fig. 3) . A este respeito, o resveratrol regula os receptores agonistas DR4 e DR5 nas células pc-3 e DU-145 do carcinoma da próstata andrógeno-insensível ao ser humano , aumentando assim a sensibilidade ao trilho e facilitando, possivelmente, o abate mediado pelas células NK. Da mesma forma, foi relatado o aumento da expressão da superfície DR4 e DR5 em células de adenocarcinoma da próstata humana resistentes ao rasto, sem diferença para DcR1/2 após tratamento com resveratrol de 10 µM durante 48 horas. Além disso, foi demonstrada a activação dose-dependente da caspase-3 para o tratamento com resveratrol em monoterapia e a activação da caspase-8 para o tratamento combinado com resveratrol e TRAIL. Para as células cancerígenas da próstata PC-3, obtiveram-se resultados semelhantes relativamente ao aumento da expressão dos receptores de DR4 e DR5 para o tratamento com resveratrol com 10 µM e 20 µM durante 48 h, e activação da caspase 3/8 para o tratamento com resveratrol (0-30 µM) e em combinação com rasto (25 nM). As células do melanoma metastático de 1205 LU mostram uma sensibilidade aumentada e dependente do resveratrol para rastrear através da regulamentação das proteínas antiapoptóticas cFLIP e Bcl-xL . O Resveratrol também melhora significativamente a expressão CD95L nas células da leucemia humana HL60 e nas células do carcinoma da mama T47D após 24 h de tratamento , o que, além disso, facilita as células NK para desencadear apoptose dependente da sinalização. Nieswandt et al. demonstrou uma ligação da agregação plaquetária e da susceptibilidade das células cancerígenas à lise mediada pelas células NK . A este respeito, as células cancerígenas do rato e do ser humano podem activar as plaquetas e a sua agregação, que se correlaciona com o seu potencial metastático . Devido à agregação celular-plaquetária tumoral, as células tumorais circulantes (CTCs) podem ser revestidas por plaquetas agregadas, escapando assim à resposta imunitária, o que facilita ainda mais a metástase. Curiosamente, o resveratrol faz a mediação de uma dose-dependente da inibição da agregação plaquetária através da redução da integrina gpIIb/IIIa na membrana de plaquetas, que atua como fibrinogênio receptores envolvidos na formação do coágulo através da formação de pontes entre as plaquetas, e, reduzindo a produção de TxA2, que ativa ainda mais plaquetas e, portanto, aumenta a agregação, através da inibição da COX1-dependente caminhos . No campo das células NK o resveratrol pode ainda possuem potencial terapêutico em derrotar agressivo de células NK leucemias e linfomas, inibindo constitutivamente ativa transdutores de sinal e ativadores de transcrição 3 (STAT3) de sinalização, o que foi demonstrado no trabalho de Quoc Trung e colegas em 2013 .