A possibilidade de que o sistema imune de um indivíduo possa reagir contra antígenos autólogos e causar dano tecidual foi apreciada por imunologistas desde quando a especificidade do sistema imune para antígenos estranhos foi reconhecida. Hoje sabe-se que os eventos-chave no desenvolvimento de autoimunidade são o reconhecimento de antígenos próprios por linfócitos auto- reativos, a ativação destas células para proliferarem e se diferenciarem em células efetoras e os seus produtos (Abbas & Lichtman, 2005).
As doenças autoimunes são condições patológicas em que o sistema imune age sobre si mesmo e causa sérios danos teciduais através de mecanismos ainda desconhecidos (Kamradt & Mitchison, 2001; Tarner & Fathman, 2001). Essas doenças surgem a partir da interação de três componentes: genético, ambiental e regulatório que resultam numa falha na auto- tolerância (Fathman et al., 2005; Jiang et al., 2005). Tal falha na tolerância central impediria a expressão gênica promíscua de genes TRAs que se encontrariam desregulados em tal situação.
Desordens autoimunes comuns em humanos como diabetes mellitus tipo 1 (DM-1), artrite reumatóide e lúpus eritrematoso sistêmico refletem a combinação de muitos fatores genéticos suportados por resultados de doenças autoimunes em modelos animais (Jiang et al., 2005).
O uso da terapia gênica no combate de doenças autoimunes em humanos tem sido estudado e pode ser uma área promissora da pesquisa no tratamento dessas doenças. A inserção de um DNA em células hospedeiras poderia procurar corrigir um dos três efeitos: defeito genético dado por um gene defectivo ou ausente; inserção de genes que codificam moléculas anti-inflamatórias, como citocinas (Il-4, Il-10 ou TGF-β) ou ainda interferência com processos de sinalização envolvendo reações autoimunes, como sinalização por TCR ou vias de co-estimulação ou apoptose (Tarner & Fathman, 2001).
Introdução
O alto percentual de doenças em pares discordantes de gêmeos monozogóticos demonstram o papel central dos fatores ambientais na etiologia das doenças autoimunes. Estudos em modelos animais têm mostrado claramente que infecções podem dar início a doenças autoimunes (Bach, 2005). Associações entre viroses e o desenvolvimento do diabetes tipo 1 têm sido feitas. As viroses são consideradas fatores ambientais de risco porque induzem fortes respostas imunes e podem infectar o pâncreas e as células β (Gianani & Sarvetnick, 1996; Filippi & von Herrath, 2005; von Herrath et al., 2007).
O diabetes melitus é uma doença metabólica multi sistêmica decorrente do comprometimento da produção de insulina resultante da destruição das células β. Vários mecanismos podem contribuir para a destruição dessas células incluindo reações mediadas por linfócitos CD4+ reativos. Inicialmente ocorre necrose celular e infiltração linfocitária (CD4+ e CD8+) gerando lesões conhecidas como insulite. O camundongo NOD (Non Obese Diabetic), modelo para estudo da doença, desenvolve insulite espontânea também mediada por linfócitos T, seguida por diabetes manifesto (Abbas & Lichtman, 2005).
Como em humanos, o progresso da doença em camundongos NOD é definida em pelo menos dois estágios. No primeiro deles, a infiltração das ilhotas do pâncreas pelas células T auto-reativas começa depois dos 4 meses de idade e torna-se progressivamente mais extensa mas, poupa ainda uma parte das células β produtoras de insulina. Esse estado pré-diabético pode persistir por meses (anos em pacientes), o ataque autoimune se mantém sob controle e relativamente não destrutivo. No segundo estágio, tipicamente entre 15 a 25 semanas de idade, eventos desconhecidos provocam insulite que progride para a destruição das células β (Castaño & Eisenbarth, 1990; Serreze & Leiter, 1994).
O diabetes tipo 1 tem influência genética e ambiental no seu desenvolvimento. O diabetes autoimune em NOD apresenta muitas características genéticas e patofisiológicas com o diabetes humano. Em ambas as espécies, os genes do MHC e outros não-MHC contribuem para a susceptibilidade da doença. Cerca de 20 regiões não-MHC conhecidas como idd (insulin dependent diabetes) têm sido associadas ao risco da doença em camundongos NOD (Maier & Wicker, 2005).
Essas regiões de susceptibilidade podem afetar a habilidade da deleção clonal de células T precursoras auto-reativas no timo (Liston et al., 2004b), a
Introdução
20 habilidade de apresentar auto-antígenos e selecionar células T auto-reativas (Stratmann et al., 2003), a tolerância periférica e a atividade das células T ou moléculas com potencial regulatório (Salomon et al., 2000; Kreuwel et al., 2001) ou a agressividade da lesão (Lyons et al., 2000a).
Uma das estratégias para localizar um gene de grande efeito na susceptibilidade a um distúrbio baseia-se no conceito de ligação genética. Esse conceito refere-se ao fato de que dois loci gênicos situados muito próximos num mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos (ligados). Desse modo, se um determinado marcador genético, cuja localização já é conhecida, for sempre herdado junto com a doença pelos membros afetados de uma mesma família, muito provavelmente o gene da doença terá sua localização nas vizinhanças desse marcador (Aune et al.; 2004). Estudos de linkage no genoma total demonstra que múltiplas doenças auto-imunes exibem loci de susceptibilidade comum (Wanstrat & Wakeland, 2001). Uma alternativa para o estudo de genes envolvidos em doenças complexas, cujo modo de transmissão não é conhecido, são os estudos de associação. A associação com o marcador investigado ocorre quando o gene ou o locus em desequilíbrio de ligação com o marcador estão envolvidos na patofisiologia da doença. A maior vantagem dos estudos de associação é que eles podem detectar genes com efeitos modestos (Michelon & Vallada, 2004). Estudos de expressão dos loci de susceptibilidade que foram identificados por linkage são raros, até o momento. Nosso grupo recentemente publicou um artigo associando a tecnologia dos cDNA microarrays com dados de
linkage, na investigação de genes diferencialmente expressos de células B
(CD19+) em pacientes com lúpus eritrematoso sistêmico (SLE) (Trevisan et al.; 2006). Esse estudo sugeriu que regiões cromossomais previamente identificadas como loci de susceptibilidade ao SLE são de fato transcritos por células B de pacientes. Até o momento não foi realizada essa associação com diabetes mellitus do tipo 1.
Estudos de linkage em camundongos têm sido confirmados por estratégias congênitas em diabetes tipo 1 e outras doenças autoimunes. Muitas regiões inicialmente encontradas apresentam-se como sítios de muitos genes de susceptibilidade, como por exemplo, o sinal de linkage no cromossomo 3 de camundongos cuja dissecção resultou na descoberta de 4 loci de susceptibilidade (Podolin et al., 1997; Lyons et al., 2000b; Penha-Gonçalves et al., 2003).
Introdução
A caracterização do perfil de expressão gênica pode identificar milhares de genes expressos que podem ter sua transcrição regulada por padrões que identificam uma doença. Assim, a investigação de novos genes potencialmente envolvidos com a determinação da doença pode ser conduzida de modo mais rápido e amplo.
1.4 A importância dos camundongos NOD na pesquisa do diabetes tipo 1