S-nitrosilação de proteínas na sepse: proposta de um novo alvo terapêutico

Abstract

A sepse continua sendo a principal causa de mortalidade em Unidades de Terapia Intensiva (UTI). Embora progressos significativos na compreensão da sua fisiopatologia tenham sido conquistados, a capacidade de intervir e alterar a trajetória da doença tem sido apenas parcialmente bem sucedida. A produção exacerbada de óxido nítrico (NO) durante a sepse tem sido relatada como um dos principais contribuintes para a disfunção cardiovascular sepse. Um dos mecanismos pelos quais o NO exerce alguns de seus efeitos é através da reação com grupos tiol de resíduos de cisteína (sulfidrilas) em um processo chamado S-nitrosilação, produzindo S-nitrosotióis. Níveis aumentados de proteínas nitrosiladas participam na patogênese do choque séptico. O objetivo do presente estudo foi mostrar que a desnitrosilação de proteínas pode contribuir para a melhora dos parâmetros hemodinâmicos e para a maior sobrevivência de animais sépticos. Ratas Wistar foram tratadas com DTNB (ácido 5 5-ditiobis(2-nitrobenzóico, um agente oxidante de grupamentos sulfidrila) 30 min antes, 4 h ou 12 h após a indução da sepse (ligadura e punção cecal; CLP). Vinte e quatro horas após a cirurgia foi obtidos os seguintes dados: reatividade à fenilefrina em anéis de aorta isolada, pressão arterial média, resposta pressórica à fenilefrina, marcadores bioquímicos de disfunção de órgãos, parâmetros glicêmicos e hematológicos, perfil de sobrevivência e S-nitrosilação de proteínas da aorta, particularmente, de canais de potássio sensíveis ao cálcio. A sepse causou diminuição substancial na pressão arterial média e na resposta vascular à fenilefrina, aumento da frequência cardíaca, aumento nos níveis plasmáticos de marcadores de disfunção de órgãos, hipoglicemia, alterações hematológicas, mortalidade de 60% e aumento de S-nitrosilação de proteínas na aorta. O tratamento com DTNB 12 h após a indução da sepse melhorou a pressão arterial média, a frequência cardíaca, reverteu a perda de resposta dos anéis da aorta e da pressão arterial ao vasoconstritor, reduziu o dano de órgãos, melhorou a glicemia e parâmetros hematológicos, resultando no aumento da sobrevivência de animais sépticos. Além disso, causou uma redução substancial de proteínas nitrosiladas na aorta, nomeadamente canais de potássio dependentes de cálcio. Nossos resultados mostram que a S-nitrosilação de proteínas contribui para a disfunção cardiovascular e para o dano de órgãos induzida pela sepse. Contudo, a contribuição chave do presente trabalho é mostrar que a desnitrosilação de proteínas induzida por DTNB melhora a condição do hospedeiro mesmo depois que todas as respostas fisiológicas alteradas pela sepse estarem em pleno curso.

Abstract : Sepsis remains the leading cause of death in Intensive Care Units (ICUs). Although significant progress in understanding its pathophysiology has been achieved, the ability to intervene and change the course of the disease has been only partially successful. Nitric oxide (NO) overproduction during sepsis has been reported as one of the main contributors to the sepsis cardiovascular dysfunction. One of the mechanisms whereby NO exerts some of its effects is the reaction with thiol groups of cysteine residues (sulphydryls) in a process called S-nitrosylation, producing S-nitrosothiols. It has been reported that increased levels of S-nitrosylated proteins contribute to the pathogenesis of septic shock. The aim of the present study was to show that the denitrosylation of proteins contribute to the improvement in hemodynamic parameters and to the higher survival of septic animals. To better understand the role of protein S-nitrosylation/denitrosylation in sepsis, we used DTNB [5,5'-dithio-bis-(2-nitrobenzoic acid)], an oxidizing agent of sulfhydryl groups. Female Wistar rats were treated with DTNB 30 min before or 4 and 12 h after sepsis induction. Twenty-four hours after surgery the following data was obtained: aorta response to phenylephrine, mean arterial pressure, vascular reactivity to phenylephrine, biochemical markers of organ damage, glycaemic and hematological parameters, survival and aorta protein nitrosylation profile, among them, calcium-dependent potassium channels. Sepsis caused substantial decreases in blood pressure and in the response of aorta rings and of blood pressure to phenylephrine, as well as increased plasma levels of organ damage markers, heart rate, hypoglycaemia and haematological changes, mortality of 60% and S-nitrosylation of aorta proteins. Treatment with DTNB 12 h after sepsis induction improved mean arterial pressure, heart rate, reversed the loss of response of aorta rings and blood pressure to vasoconstrictors, reduced organ damage, improved hypoglycaemia and hematological parameters, decreased protein nitrosylation and increased survival to 80%. Our results show that S-nitrosylation of protein contributes to cardiovascular dysfunction and to organic injury induced by sepsis. However, the key finding of the present report is that DTNB-induced protein denitrosylation improves the host condition even after all physiological responses deranged by sepsis are in full course.