Alterações imunológicas em pacientes com anemia falciforme

Immunological disorders in sickle cell disease

Sandra R Loggetto1, Josefina A Pellegrini-Braga2, Beatriz T Costa-Carvalho3, Dirceu Solé4

1 - Mestre em Pediatria (área de Hematologia); 2 - Doutora em Medicina e Chefe do Setor de Hematologia Pediátrica; 3 - Profa. Adjunta da Disciplina de Alergia, Imunologia Clínica e Reumatologia; 4 - Prof. Titular e Livre-Docente da Disciplina de Alergia, Imunologia Clínica e Reumato-logia.
Departamento de Pediatria da UNIFESP-EPM

Resumo

Objetivos: Nosso objetivo foi revisar as alterações imunológicas em pacientes com anemia falciforme, englobando as causas da maior susceptibilidade às in-fecções e o papel das moléculas de adesão, citocinas e inflamação sobre a aderência anormal das hemácias falciformes ao endotélio vascular.

Métodos: Os artigos para revisão foram obtidos a partir dos dados do MEDLINE, onde analisou-se a li-teratura, nos idiomas inglês e português, sobre anemia falciforme e infecções e anemia falciforme e molécu-las de adesão.

Resultados: A freqüência de infecções por germes encapsulados é alta em pacientes com anemia falcifor-me, principalmente pelo Streptococcus pneumoniae. Isto se deve ao fato de que as crises vaso-oclusivas re-correntes no baço resultam na atrofia do órgão, com conseqüente diminuição de sua função, principalmen-te a de opsonização. A adesão anormal dos glóbulos vermelhos falciformes ao endotélio vascular mantém baixos níveis de inflamação, porém constantes, que evoluem para baixos níveis de isquemia tecidual.

Conclusão: Pacientes com anemia falciforme são mais sensíveis a infecções, principalmente pneumocó-cicas, de modo que há necessidade de profilaxia anti-biótica e vacinação anti-pneumocócica. A melhor compreensão dos defeitos imunológicos que predis-põem à inflamação e vasculite constantes, pode ser fundamental na escolha das drogas que devem ser uti-lizadas para diminuir as complicações vasculares da anemia falciforme.

Rev. bras. alerg. imunopatol. 1999; 22(3):77-82 ane-mia, anemia falciforme, defeitos imunológicos, imu-nodeficiência secundária

 

Abstract

Objective: Our objective was to review the immu-ne defects in sickle-cell disease, including the most important causes of infection, and the role of adhesion molecules, cytokines and inflammation in the abnor-mal adherence of sickle red blood cells to vascular en-dothelia.

Methods: We used the MEDLINE database to re-view sickle-cell and infecctions, and sickle-cell and adhesion molecules in English and Portuguese litera-tures.

Results: Encapsulated bacterias are common causes of infections in sickle-cell disease, mainly to Strepto-coccus pneumoniae. Recurrent vasoclusive crisis in the spleen leads to auto-splenectomy and decreased splenic function in patients with sickle-cell disease, increasing the risk of pneumococcal infection. De-creased in opsonic activity is the most impotant event. Abnormal adherence of sickle red blood cells to vas-cular endothelia results in constant low-grade levels of inflammation and in low levels of tissular ischemia.

Conclusion: Sickle-cell disease patients are more susceptible to pneumococcal infections. Prevention with penicillin and pneumococcal immunization in-creases patients survival. Identification of underlying immune defects that predispose to inflammation and vasculitis needs to be emphasized. Therapies to pre-vent or inhibit sickle red blood cell adhesion to endo-thelium may be useful to treat vascular complications.

Rev. bras. alerg. imunopatol. 1999; 22(3):77-82 ane-mia, sickle-cell disease, immunological defects, se-condary immunodeficiency.


Introdução

A anemia falciforme é uma anemia hemolítica de herança autossômica recessiva, causada por uma mutação na posição 6 do gene da globina be-ta da hemoglobina (Hb). Este ponto de mutação promove a substituição do aminoácido valina pe-lo ácido glutâmico, induzindo a produção de uma HbS anômala1.

Dados do Ministério da Saúde do Brasil2 esti-mam a existência de mais de dois milhões de por-tadores do traço falciforme. A cada ano nascem cerca de 700 a 1000 casos novos de indivíduos com doença falciforme.

A HbS tem a propriedade de se polimerizar quando desoxigenada, alterando a forma das he-mácias quando submetidas a situações de hipóxia. As alterações no nível de oxigênio, temperatura, pH, força iônica, 2-3 DPG (difosfoglicerato) e monóxido de carbono podem levar à polimeriza-ção da deoxi-HbS, processo que forma agregados de tetrâmeros de HbS. Estes agregados assumem a forma de gel, sendo responsáveis pelas altera-ções básicas que resultam nas manifestações clí-nicas da anemia falciforme. As crises de falciza-ção podem ser vaso-oclusivas, por seqüestro ou aplástica. A crise vaso-oclusiva é a mais comum, sendo resultado de infartos nos órgãos. Estas le-sões isquêmicas crônicas podem provocar a alte-rações em vários órgãos, entre eles o baço1. O es-tudo da importância do endotélio vascular e suas interações com as células falciformes, outras cé-lulas inflamatórias e mediadores da inflamação têm sido fundamental para a compreensão da fi-siopatologia da anemia falciforme. Estas intera-ções seriam feitas pelas integrinas e proteínas de adesão3.

Os pacientes com anemia falciforme apresen-tam maior susceptibilidade às infecções por mi-croorganismos encapsulados. O risco de infecção pelo pneumococo nestas crianças, menores de cinco anos, é de cerca de 30 a 100 vezes maior do que em crianças saudáveis4-6. Assim, procuramos rever as alterações imunológicas que justificam esta incidência aumentada de infecções. A partici-pação da inflamação e da vasculopatia, na patofi-siologia da anemia falciforme também serão re-vistas. Para tanto, obtivemos por meio do MEDLINE, artigos de revisão, de literatura ingle-sa e portuguesa sobre anemia falciforme, infec-ções e moléculas de adesão.

O papel do baço

Em condições de normalidade o baço exerce algumas funções6:

  1. Os macrófagos do baço fagocitam corpos es-tranhos, promovendo a retirada dos microor-ganismos do sangue. Isto propicia o reconhe-cimento rápido dos antígenos (Ags) e conse-qüente síntese de imunoglobulinas (Igs) da classe IgM (resposta imune humoral). O baço funciona como microambiente para o contato eficaz do Ag com o macrófago (célula apre-sentadora de Ag), essencial para o desenvol-vimento do processo de produção de anti-corpos (Acs)
  2. O baço participa da síntese de opsoninas (properdina e tuftisina) importantes para a fagocitose.
  3. Ele é um local de hematopoiese durante a vida fetal.
  4. Promove destruição dos glóbulos vermelhos ao final de sua vida útil.
  5. Pode funcionar como um reservatório de he-moderivados em casos de seqüestro ou hiper-esplenismo.

O papel do baço na anemia falciforme

A asplenia funcional é o fator primário para a maior susceptibilidade às infecções pneumocóci-cas em pacientes com anemia falciforme7. Os processos infecciosos são mais freqüentes e gra-ves, estando relacionados à asplenia ou hipofun-ção esplênica que se inicia a partir do primeiro ano de vida do paciente em decorrência da falci-zação intravascular recidivante. Esta gera infar-tos esplênicos que tornam o órgão fibrótico e cal-cificado, fenômeno chamado "auto-esplenecto-mia". A asplenia funcional torna-se permanente em torno do sexto ao oitavo ano de vida. O prin-cipal microorganismo responsável pelas infec-ções invasivas (pneumonia, meningite, septice-mia) nos pacientes com anemia falciforme é o Streptococcus pneumoniae, especialmente nos menores de cinco anos1,6.

A remoção do baço causa deficiência persisten-te de células B circulantes, capazes de sintetizar Acs anti-polissacarídeos da classe IgM ao pneu-mococo. A síntese de IgM e IgG in vitro por essas células também está diminuída na asplenia. Ob-serva-se também perda da capacidade de filtração mecânica, diminuição da atividade fagocítica, di-minuição da concentração de opsoninas (proper-dina e tuftisina) e de IgM além de alteração da atividade das células T auxiliadoras e T supresso-ras8. Mesmo quando administrada por via endo-venosa, a produção de Acs à vacina de polissaca-rídeos está prejudicada8,9.

Têm sido observados os seguintes defeitos imunológicos em pacientes com doença falci-forme:

  1. Diminuição da função esplênica, reduzindo a filtração adequada de corpos estranhos. A as-plenia funcional ou hipofunção esplênica tem sido apontada como a causa mais importante da predisposição às infecções bacterianas gra-ves em crianças com anemia falciforme, so-bretudo pelo pneumococo e em especial a septicemia4,5,10. Grotto & Costa10 estudaram a função fagocítica esplênica em pacientes com anemia falciforme determinando a porcenta-gem de hemácias com "pits" em microscopia de fase. Os "pits" são irregularidades presen-tes na superfície dos eritrócitos de indivíduos com função esplênica comprometida. Consi-dera-se que o baço é não-funcionante quando existe mais de 3,5% de hemácias com "pits". Perda importante da função fagocítica do ba-ço, em pacientes com menos de cinco anos de idade e acentuando-se com o progredir da idade, foi observada por esses autores10.
  2. Diminuição da atividade de opsonização pelo baço para organismos encapsulados (Strep-tococcus pneumoniae, Haemophilus influen-zae do tipo b, Salmonella sp) quer pela via al-ternativa quer pela via clássica do comple-mento, resultando em fagocitose e morte in-tracelular ineficazes. A ativação de C3 a partir da via alternativa do complemento deve ser ineficaz11.
  3. Defeito na função dos leucócitos. A produção intracelular de peróxido de hidrogênio e de hexose monofosfato estão inadequadas, inter-ferindo com a morte intracelular durante a fa-gocitose12.
  4. Aumento do consumo e conseqüente redução da fração C3 do complemento, diminuindo a opsonização. Não se encontrou diferenças em relação a crianças normais para as concentra-ções de C4, fator B, IgM e IgG. Com relação à IgA observou-se aumentada em crianças com anemia falciforme. As concentrações de IgM foram semelhantes às de crianças normais, o que parece estranho, uma vez que sua produ-ção ocorre no baço e este órgão é importante para a conversão de IgM em IgG na resposta imune secundária. Assim, deve haver função remanescente do baço ou outro órgão do siste-ma retículo-endotelial faria esta função13.
  5. Demonstrou-se que mesmo com um número total elevado de células com Ig de superfície em pacientes com anemia falciforme, a produ-ção de Ac específicos a Ag ou por estimula-ção com mitógenos ativadores de células B está diminuída, talvez pela redução do número dessas células no sangue periférico. A estimu-lação com mitógenos tem sido acompanhada por síntese de IgA e IgG, entretanto, em quan-tidades reduzidas em relação à por crianças normais. Ocorre ainda diminuição da produ-ção de interleucina (IL)-4, comprometendo a maturação do linfócito B e conseqüentemente diminuindo a produção de IgM. A produção de IL-6 está normal14.
  6. A resposta de hipersensibilidade retardada avaliada por testes cutâneos documenta dimi-nuição em pacientes com anemia falciforme quando comparados a controles normais. Oli-veira et al documentavam diminuição da fun-ção do linfócito T CD4+ auxiliador e do T CD8+ supressor15. Neste trabalho as concen-trações de IgA e IgG foram significantemente mais elevadas, enquanto que as de IgM, C3 e C4 não apresentaram variação em relação à normalidade15.
  7. Produção inadequada de Acs frente a admi-nistração endovenosa de vacinas polissacarídi-cas. A falta do baço interfere na relação entre exposição a um antígeno/produção de anticor-pos e conseqüentemente na fagocitose. Vale a pena lembrar que os estudos da função esplê-nica foram feitos com administração de Ags endovenosos. Talvez a resposta a Ags aplica-dos na nasofarínge, intramusculares ou subcu-tâneos exija menos do baço para o seu proces-samento6.
  8. Rápida multiplicação bacteriana in vitro no sangue devido aos altos níveis de transferrina e ferro circulantes16.

Apesar das alterações imunológicas observa-das em pacientes com anemia falciforme, estudos americanos demonstraram que estes pacientes respondem à vacina anti-pneumocócica17-21. Em estudo recente avaliamos a resposta à imunização anti-pneumocócica em crianças com anemia fal-ciforme da cidade de São Paulo. Observamos produção adequada de Acs aos sorotipos testados e presentes na vacina anti-pneumocócica 23-va-lente. Entretanto, a intensidade da resposta foi maior nas crianças maiores de seis anos22. Estas crianças com anemia falciforme responderam com produção de Acs de forma semelhante aos controles sadios23.

A maioria dos pacientes com anemia falcifor-me que responderam à imunização apresentaram aumento na atividade de opsonização in vitro24.

Inflamação e vasculopatia

A adesão anormal da hemácia falciforme ao endotélio vascular foi inicialmente descrita por Hebbel25 e Hoover et al26. Esta adesão é impor-tante nas complicações vasculares da anemia fal-ciforme. Quanto maior a aderência, piores os sin-tomas27. Durante a crise vaso-oclusiva as células falciformes densas aderem-se ao endotélio das vê-nulas pós-capilares, levando a estase do fluxo sangüíneo. Fatores da membrana do eritrócito, da membrana do endotélio e fatores plasmáticos con-tribuem para esta adesão3.

Os precursores eritróides expressam moléculas de adesão em sua superfície: ICAM-1, CD11a/ CD18, VLA-4 e VLA-528, as quais vão se perden-do com a maturação da célula29. Os glóbulos ver-melhos maduros não expressam moléculas de adesão3.

A integrina VLA-4 presente no reticulócito liga-se de forma específica ao VCAM-1 do endotélio, mecanismo regulado pelas citocinas pró-inflamatórias IL-1, TNF-a e IL-430. Os mul-tímeros do Fator de von Willebrand, constituintes da membrana das hemácias maduras, podem ser expostos durante a crise de falcização e promover a ligação com o endotélio vascular através do re-ceptor vitronectina (VNR, integrina a -v/b -3)31. A molécula de adesão CD36 é um receptor para trombospodina e se expressa no reticulócito falci-forme. Ela também facilita a adesão ao endotélio pelos receptores VNR endoteliais e CD36 endo-telial32.

Os pacientes com anemia falciforme apresen-tam um estado de baixo grau de inflamação mes-mo em fases de não-crise, mantendo reações de fase aguda (proteína C reativa) moderadamente elevadas em qualquer período de evolução. Os eventos isquêmicos microvasculares são constan-tes. Fora das crises vaso-oclusivas ocorre aumen-to das moléculas SHLA-1 nestes pacientes, suge-rindo inflamação e ativação imune durante os pe-ríodos assintomáticos. A expressão das moléculas de adesão do endotélio é regulada pela IL-1 e TNF-a . As concentrações destas citocinas estão elevadas em pacientes com anemia falciforme3.

A hipóxia aumenta a adesão das células falci-formes, tanto na macro como na microcirculação, por meio do receptor de adesão VACM-133. Isto é importante porque a hipóxia faz parte integral da fisiopatologia da crise vaso-oclusiva3. Sugere-se que as células falciformes causem danos ao endo-télio, alterando sua função34.

Observou-se também que os eritrócitos falci-formes podem se aderir a neutrófilos35. Estes po-dem ser ativados tanto na crise quanto na fase assintomática, mas têm alterações na função de regulação das citocinas36.

Algumas infecções podem piorar o quadro vas-cular na anemia falciforme, já que favorecem a produção de citocinas inflamatórias, aumentando assim a expressão das moléculas de adesão endo-teliais, aumentando a adesão das células falcifor-mes e dos polimorfonucleares no endotélio vas-cular3.

Conclusões

Levando-se em conta as alterações imunológi-cas que ocorrem nestes pacientes, o aumento de sobrevida só foi possível graças aos programas de imunização ativa anti-pneumocócica e ao trata-mento profilático com penicilina, objetivando-se a redução dos quadros infecciosos pelo pneumo-coco5,6,17. Em menores de cinco anos de idade essas medidas permitiram reduzir em 84% o seu risco37. O maior conhecimento do mecanismo inflamatório e das alterações observadas no endo-télio vascular, abrem a perspectiva futura de de-senvolvimento de terapias que prevenindo ou ini-bindo a adesão das hemácias falciformes ao en-dotélio possam permitir a esses pacientes melhor qualidade de vida.

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