A esclerose sistêmica (ES) é doença crônica rara do tecido conjuntivo caracterizada por vasculopatia e fibrose na pele e em vários órgãos internos.1,2 Sua causa exata é desconhecida, mas sua ocorrência pode ser influenciada por uma interação complexa de fatores genéticos, epigenéticos e ambientais.3 Recentemente, grande atenção tem sido dedicada ao papel do estresse oxidativo na patogênese da ES. Acredita‐se que ele esteja envolvido nos processos fisiopatológicos de aumento da síntese e acúmulo de matriz extracelular, ativação imune anormal e dano endotelial vascular, as três principais características da ES.4,5

O aumento do estresse oxidativo reflete um desequilíbrio entre a homeostase pró‐oxidante/antioxidante e leva a níveis aumentados de espécies reativas de oxigênio (ERO) tóxicas. Existem duas vias principais de geração de ERO: endógena e exógena. As mitocôndrias são a principal fonte endógena de ERO. Elas têm seu próprio genoma (DNA mitocondrial [mtDNA]) e são organelas indispensáveis para a fisiologia celular normal. O mtDNA é multicópias e sua abundância é regulada de forma específica em cada tipo de tecido. O mtDNAcn flutua em resposta ao ambiente fisiológico ao redor da célula; em condições fisiológicas, permanece relativamente estável dentro das células.6 Em circunstâncias patológicas, o mtDNAcn pode variar, depende de diferentes fatores, inclusive o equilíbrio redox celular alterado. O mtDNA também é propenso a danos por estresse oxidativo devido à sua alta exposição aos EROs produzidos pelas mitocôndrias.7

Os produtos de oxidação da guanina são importantes indicadores de dano oxidativo ao DNA. Esses marcadores químicos podem ser removidos por Fpg (DNA‐formamidopirimidina glicosilase), uma enzima de reparo por excisão de base que libera lesões de purina, tanto do DNA nuclear quanto do mtDNA.7,8 A clivagem por Fpg do DNA oxidativamente danificado pode reduzir a amplificação do DNA alvo digerido pela enzima Taq DNA polimerase.9 Portanto, esse método tem sido amplamente usado como uma medida de dano oxidativo ao DNA. Os objetivos do presente estudo foram determinar se a variação do mtDNAcn e seu índice de dano oxidativo (mtDNA [ΔCT]) podem ser detectados em pacientes com ES.

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade de Ciências Médicas e foi feito de acordo com os princípios de ética da Declaração de Helsinque. Todos os participantes concordaram voluntariamente em participar do estudo e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Há um consenso geral de que a ES é doença autoimune e que a complexidade de sua imunopatogênese é similar à de outras doenças autoimunes.13 Sua etiologia exata não é clara. No entanto, estudos recentes apontam a importância da influência do estresse oxidativo nos processos da doença. Por exemplo, Bourji et al. mostraram que peles fibróticas e não fibróticas de pacientes com ES apresentam níveis mais altos de ERO do que as de controles saudáveis. Eles também observaram que pacientes com ES apresentavam níveis mais baixos de vitamina C (que tem poderosa atividade antioxidante) do que os controles saudáveis.14 O aumento da produção de ERO por fibroblastos, células endoteliais e células T, os principais agentes celulares na patogênese da ES, é outra evidência que associa o estresse oxidativo aos principais eventos da doença, como fibrose e dano vascular.15

Existem muitas vias distintas para a geração de ERO. As mitocôndrias são as principais fontes de ERO e, ao mesmo tempo, os principais alvos de seus efeitos desfavoráveis. A maior parte das ERO mitocondriais decorre da cadeia de transporte de elétrons, como subproduto do processo de respiração aeróbica.16 As ERO agem como uma faca de dois gumes, porque sua geração descontrolada promove estresse oxidativo que causa lesões graves em tipos básicos de macromoléculas biológicas, inclusive DNA, proteínas, carboidratos e lipídios. Por outro lado, a ERO pode participar de vários processos biológicos em células normais, inclusive vias de sinalização celular e respostas imunes contra patógenos ou substâncias estranhas.17

Nos últimos anos, vários estudos examinaram o impacto da variação quantitativa e qualitativa do mtDNAcn em doenças humanas e demonstraram alterações notáveis no mtDNAcn em várias doenças.12,18 O mtDNAcn pode ser modificado pelo estresse oxidativo. Além disso, o aumento da produção de ERO pode causar danos oxidativos aos componentes celulares, inclusive o DNA.6 Portanto, a avaliação do mtDNAcn e de seu índice de dano oxidativo melhorará o entendimento sobre a patogênese de doenças relacionadas ao estresse oxidativo, como a ES.

Os resultados do presente estudo indicaram que o valor médio do mtDNAcn foi significativamente menor do que o observado em controles normais. Tanto quanto é do conhecimento dos autores, este é o primeiro relato que mediu as alterações do mtDNAcn no sangue periférico de pacientes com ES. Atualmente, existem poucas informações sobre a relação entre alterações bioquímicas, estruturais e funcionais nas mitocôndrias e ES.

Um relato de Feldmann et al. indicou a presença de mitocôndrias gigantes nos hepatócitos de pacientes com esclerodermia sistêmica. Entretanto, esses autores não forneceram explicação sobre o(s) mecanismo(s) por trás desse evento celular.19 Alguns pesquisadores também relataram a presença de anticorpos antimitocôndrias (AMAs) nos soros de pacientes com ES. Esses anticorpos são encontrados em até 25% dos pacientes20 e atuam contra componentes da multienzima piruvato desidrogenase complexa (PDHC),21 que está localizada na matriz mitocondrial interna e produz substratos reduzidos para a cadeia de transporte de elétrons.22 Os AMAs são considerados um marcador sérico de doenças autoimunes, como a cirrose biliar primária (CBP).23 A motivação clínica por trás da avaliação dos AMAs em pacientes com ES foi a observação de que uma grande proporção desses pacientes apresentava uma condição autoimune coexistente, inclusive CBP.24

Vários outros autoanticorpos, inclusive anticorpos anticentrômero (ACA), anti‐topoisomerase (ATA) e anti‐RNA polimerase III (anti‐RNAP), foram descritos em pacientes com ES como possíveis bons biomarcadores para várias manifestações clínicas e prognósticas em subconjuntos de ES.25

Existem também algumas evidências de associação positiva entre esses anticorpos e AMA. Por exemplo, Wielose et al. concluíram que a prevalência de ACAs é significativamente maior em pacientes com ES que apresentam títulos positivos de AMA do que naqueles com títulos negativos de AMA.26 Este estudo também apontou uma forte associação entre AMAs e ACAs em pacientes com ES cutânea limitada, o que é consistente com relatos anteriores.27

Esses achados sugerem indiretamente que as mitocôndrias podem estar envolvidas na ES, além de sugerir um possível papel para o estresse oxidativo. Essa hipótese é reforçada por outras observações. Por exemplo, a análise do fluido obtido na lavagem broncoalveolar (LBA) de pacientes com ES e fibrose pulmonar (SScFib+) indicou significativa suprarregulação da topoisomerase 1 do DNA mitocondrial (mtDNA TOP1),28 uma enzima que tem papel funcional na manutenção e na topologia do mtDNA.29 Além disso, foi observada infrarregulação da glutationa S‐transferase P (GSTP) e superóxido dismutase (SOD) no LBA de pacientes com SScFib+.28 É importante mencionar que SOD e GSTP são dois componentes do sistema de defesa antioxidante que protege as células e os tecidos contra oxidantes, especialmente no pulmão.30,31

Os produtos de danos oxidativos em bases de DNA também servem como marcadores de estresse oxidativo; entre as quatro bases nitrogenadas no DNA, a guanina é a base de ácido nucleico mais facilmente oxidável. Portanto, a guanina é alvo primário de modificação oxidativa32 e a medição de espécies de guanina oxidada pode ser uma ferramenta útil para avaliar os danos ao DNA induzidos pelo estresse oxidativo nos compartimentos nuclear e mitocondrial.

No presente estudo, o teste qPCR foi usado para avaliar a oxidação da base de DNA nas células sanguíneas periféricas de pacientes com ES e controles saudáveis.

Os resultados indicaram diferença estatisticamente significativa entre os grupos analisados em relação ao dano oxidativo do mtDNA. Além disso, uma correlação negativa significativa foi observada entre o mtDNAcn e o grau de mtDNA oxidativo (r=‐0,392, p=0,007).

Esses resultados são similares aos de estudos anteriores que relataram aumento do estresse oxidativo e danos ao DNA em fibroblastos obtidos de pacientes com ES (esclerodermia).33,34

Embora o mecanismo molecular exato do dano ao DNA ainda não tenha sido elucidado, aparentemente os autoanticorpos derivados de pacientes com ES podem estimular várias vias de sinalização intracelular (como as vias Wnt e Ras) que podem ser influenciadas pelos ERO e também podem ter impacto na produção de ERO. Nesse cenário, alterações descontroladas na produção de ERO e na transdução de sinal podem resultar em acúmulo de danos ao DNA, ativação de genes dependentes de ERO e alta suscetibilidade à apoptose. Acredita‐se que esses eventos participem da formação de fibrose tecidual como consequência da apoptose e da deposição de colágeno.35

O presente estudo avaliou os danos ao mtDNAcn e ao mtDNA com um ensaio quantitativo baseado em PCR. Os presentes resultados indicam que pacientes com ES apresentavam redução no mtDNAcn e aumento no dano mitocondrial, o que é consistente com a disfunção mitocondrial. Além de experimentos tradicionais para desvendar a fisiopatologia da ES, estudos futuros são necessários para confirmar os presentes achados.

Universidade de Ciências Médicas de Teerã (contrato n° 24.743).

Shafieh Movassaghi: Aprovação da versão final do manuscrito; participação intelectual em conduta propedêutica e/ou terapêutica de casos estudados.

Sara Jafari: Aprovação da versão final do manuscrito; participação intelectual em conduta propedêutica e/ou terapêutica de casos estudados.

Kowsar Falahati: Aprovação da versão final do manuscrito; obtenção, análise e interpretação dos dados.

Mitra Ataei: Aprovação da versão final do manuscrito; obtenção, análise e interpretação dos dados.

Mohammad Hossein Sanati: Aprovação da versão final do manuscrito; revisão crítica do manuscrito.

Zohreh Jadali: Análise estatística; aprovação da versão final do manuscrito; concepção e planejamento do estudo; elaboração e redação do manuscrito; obtenção, análise e interpretação dos dados; participação efetiva na orientação da pesquisa; participação intelectual em conduta propedêutica e/ou terapêutica de casos estudados; revisão crítica da literatura; revisão crítica do manuscrito.

Nenhum.