Abordagem não convencional para Clostridioides difficile: experimentos apoiam o tratamento da inflamação em vez das bactérias

As infecções¹ intestinais por Clostridioides difficile (C. diff) podem causar diarreia² grave e debilitante em pacientes hospitalizados ou que estão em terapias imunossupressoras. As infecções¹ podem ser muito difíceis de erradicar, reaparecendo quando os pacientes tentam reduzir gradualmente os antibióticos. Muitas pessoas tomam antibióticos durante meses e podem tornar-se resistentes a três ou mais deles.

“Muitas vezes, tomar antibióticos não é suficiente”, explicou Meenakshi Rao, professora assistente de pediatria da Harvard Medical School no Boston Children’s Hospital. “A infecção³ pode catalisar uma inflamação⁴ grave e descontrolada, especialmente em pacientes com doença inflamatória intestinal.”

Esta inflamação⁴, por sua vez, promove a colonização do tecido⁵ intestinal por C. diff. E os próprios antibióticos podem ser parte do problema.

“Uma vez que atacamos C. diff com antibióticos, eles perturbam o microbioma⁶ intestinal”, disse Min Dong, professor associado de cirurgia da HMS no Boston Children’s, cujo laboratório estuda toxinas⁷ bacterianas e como combatê-las. “Isso cria uma oportunidade para infecções¹ graves e recorrentes e se torna um ciclo vicioso.”

Uma nova abordagem potencial – que Dong, Rao e colegas descreveram na revista Nature – concentra-se em conter a inflamação⁴ intestinal em vez de combater diretamente as bactérias.

Em vez de antibióticos, a abordagem poderia empregar medicamentos já utilizados para náuseas⁸ e enxaquecas⁹.

Os medicamentos funcionaram em ratos com uma cepa¹⁰ hipervirulenta de C. diff. Rao espera desenvolver um ensaio clínico para testar estes agentes em pessoas com infecções¹ por C. diff.

Saiba mais sobre "Diarreia² por Clostridium difficile", "Colite¹¹ pseudomembranosa" e "A resistência aos antibióticos e as superbactérias".

Dong sabia há muito tempo que C. diff produz uma toxina¹² extremamente potente – a toxina¹² B – mas não sabia como ela causa a inflamação⁴ do cólon¹³.

Usando dados de sequenciamento de RNA unicelular e outras técnicas, seu laboratório elaborou o mecanismo, mostrando que a toxina¹² B se liga a receptores específicos (FZD1/2/7 e CSPG4).

Eles mostraram ainda que dois tipos principais de células¹⁴ nos tecidos intestinais – neurônios¹⁵ sensoriais e pericitos¹⁶, respectivamente – apresentam esses receptores em níveis especialmente elevados.

“Há alguns anos, não teríamos conseguido descobrir isso”, disse Dong. “Agora podemos fazer isso com tecnologias unicelulares.”

A expertise de Rao na complexa neurobiologia do trato gastrointestinal foi crítica.

Ela e Dong descobriram que, em resposta à toxina¹², os neurônios¹⁵ sensoriais secretam neuropeptídeos, chamados substância P e peptídeo relacionado ao gene da calcitonina¹⁷ (CGRP), enquanto os pericitos¹⁶, que circundam os vasos sanguíneos¹⁸, produzem citocinas¹⁹ pró-inflamatórias.

Num modelo de rato, isto provocou intensa inflamação⁴ neurogênica e danos nos tecidos – o mesmo tipo de dano que ocorre em pacientes humanos.

“É uma resposta inflamatória aguda muito forte que causa dilatação dos vasos e uma liberação maciça de células¹⁴ imunológicas, citocinas¹⁹ e mediadores inflamatórios que entram nos tecidos”, disse Dong. “Normalmente, esta é uma resposta protetora, mas é exagerada, perturbando não apenas as bactérias, mas também as células¹⁴ hospedeiras”.

Já existem medicamentos aprovados pela FDA (e pela Anvisa no Brasil) para bloquear os neuropeptídeos desencadeantes.

O aprepitanto, usado para náuseas⁸ e vômitos²⁰, bloqueia a sinalização da substância P.

Pequenas moléculas relacionadas ao olcegepant ou anticorpos²¹ monoclonais como o fremanezumabe, usados para enxaquecas⁹, inibem a sinalização do CGRP.

No modelo de camundongo, esses medicamentos reduziram a inflamação⁴ e os danos aos tecidos. Surpreendentemente, eles até reduziram a carga da bactéria²² C. diff nos intestinos²³ dos animais.

“Trabalhos recentes de outros pesquisadores sugerem que danos às células¹⁴ intestinais podem induzir a liberação de nutrientes que beneficiam C. diff”, disse Dong. “A resposta imunológica perturba o microbioma⁶, o que promove o crescimento da C. diff. Assim que diminuirmos a resposta do hospedeiro, a C. diff terá menos capacidade de sobreviver.”

Rao, que também é membro afiliado do corpo docente da F.M. Kirby Neurobiology Center, do Boston Children's, espera colaborar com seus colegas gastroenterologistas para desenvolver um ensaio clínico de um ou mais medicamentos. Eles provavelmente começariam em pacientes com C. diff resistente a antibióticos.

“Poderíamos começar usando esses medicamentos em conjunto com antibióticos, como terapia adjuvante”, sugeriu ela. “Sabemos que esses medicamentos são seguros.”

No artigo publicado na Nature, os pesquisadores relatam que a C. difficile intoxica neurônios¹⁵ e pericitos¹⁶ para provocar inflamação⁴ neurogênica.

Eles contextualizam que a infecção³ por Clostridioides difficile (ICD) é uma das principais causas de infecções¹ gastrointestinais associadas aos cuidados de saúde²⁴. A inflamação⁴ exagerada do cólon¹³ causada por toxinas⁷ de C. dificile, como a toxina B (TcdB), danifica os tecidos e promove a colonização de C. dificile, mas como a TcdB causa inflamação⁴ não está claro.

Neste estudo, relatou-se que a TcdB induz inflamação⁴ neurogênica visando neurônios¹⁵ e pericitos¹⁶ aferentes que inervam o intestino através de receptores, incluindo os receptores Frizzled (FZD1, FZD2 e FZD7) em neurônios¹⁵ e proteoglicano de sulfato de condroitina 4 (CSPG4) em pericitos¹⁶.

A TcdB estimula a secreção da substância neuropeptídica P (SP) e do peptídeo relacionado ao gene da calcitonina¹⁷ (CGRP) dos neurônios¹⁵ e citocinas¹⁹ pró-inflamatórias dos pericitos¹⁶. A entrega direcionada do domínio enzimático da TcdB, através da fusão com uma toxina¹² diftérica desintoxicada, em neurônios¹⁵ sensoriais peptidérgicos que expressam o receptor exógeno da toxina¹² diftérica (uma abordagem que chamou-se de toxogenética) é suficiente para induzir inflamação⁴ neurogênica e recapitula a principal histopatologia²⁵ colônica associada à ICD.

Por outro lado, camundongos sem SP, CGRP ou receptor SP (receptor de neurocinina 1) apresentam patologia²⁶ reduzida em ambos os modelos de injeção²⁷ cecal de TcdB e ICD.

O bloqueio da sinalização SP ou CGRP reduz o dano tecidual e a carga de C. difficile em camundongos infectados com uma cepa¹⁰ padrão de C. dificile ou com cepas²⁸ hipervirulentas que expressam a variante TcdB2.

Assim, o direcionamento da inflamação⁴ neurogênica fornece uma abordagem terapêutica²⁹ orientada ao hospedeiro para o tratamento de infecção³ por Clostridioides difficile.

Leia sobre "Doença inflamatória intestinal", "Microbioma⁶ intestinal humano" e "O que são bactérias".

Fontes:
Nature, publicação em 12 de setembro de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 26 de outubro de 2023.