Investigação dos canais TRPV1, TRPA1, TRPV4 nos efeitos adversos induzidos por captopril nas vias aéreas

Abstract

Resumo: Os receptores de potencial transitório (TRPs) são membros de uma família de canais iônicos conhecidos por serem expressos em neurônios sensoriais das vias aéreas e em células não neuronais do pulmão (musculatura lisa, macrófagos e células epiteliais). Embora tenha sido relatado que os TRPs apresentam um papel na modulação da função dos reflexos protetores das vias aéreas, bem como na patofisiologia das doenças pulmonares, o envolvimento desses canais nos efeitos adversos manifestados após o tratamento com inibidores da enzima conversora de angiotensina (IECAs) permanece inexplorado. O objetivo desta tese foi, portanto, determinar o papel dos canais TRPs do tipo vaniloide 1 (TRPV1), anquirina 1 (TRPA1) e vaniloide 4 (TRPV4) na hiperresponsividade, extravasamento plasmático e inflamação pulmonar induzidos pela administração de captopril, um IECA, por diferentes vias de administração e regimes de tratamento. Utilizando um modelo para avaliação da resistência das vias aéreas in vivo demonstramos que a administração de captopril sensibiliza os canais TRPV1, TRPA1 e TRPV4 de modo agudo, induzindo respostas brônquicas exacerbadas quando ratos Wistar machos foram desafiados com doses baixas de seus respectivos ligantes. Essa sensibilização parece depender diretamente dos níveis de bradicinina circulantes, via ativação do receptor de bradicinina tipo 2 (B2), que, por sua vez, ativa neurônios sensoriais sensíveis à capsaicina onde os TRPs estão co-expressos. No modelo de extravasamento de plasma, demonstramos que o tratamento com captopril aumentou a permeabilidade vascular das vias aéreas, e que de modo similar a hiperresponsividade, o efeito também parece decorrer da sensibilização desses canais de modo agudo. Corroborando, aumento da contagem total de leucócitos no lavado broncoalveolar (BAL) e uma hiperplasia do tecido linfoide associado ao brônquio (BALT), também foram observados após os diferentes regimes de tratamento com captopril. E ainda, a administração sub-crônica do IECA induziu aumento do processo inflamatório e do padrão imuno-histoquímico do canal TRPV1 no pulmão de ratos. Finalmente, a degeneração de neurônios sensoriais pelo prétratamento neonatal com capsaicina reduziu essas respostas inflamatórias, demonstrando forte envolvimento neurogênico, embora vias não neuronais também possam participar. Em conjunto, os dados desta tese sugerem que a administração de captopril modula o limiar de ativação dos canais TRPV1, TRPA1 e TRPV4, via ativação do receptor B2 através do aumento dos níveis circulantes de bradicinina, desencadeando respostas inflamatórias. Esse novo mecanismo sugere possibilidades para novas terapias antitussígenas e manejo farmacológico de pacientes que manifestam efeitos adversos sobre as vias aéreas durante o tratamento com IECAs, uma necessidade médica ainda não atendida. Palavras-chave: Captopril. TRPV1. TRPA1. TRPV4. Bradicinina.

Abstract: Transient potential receptors (TRPs) are members of a family of ion channels known to be expressed in sensory neurons in the airways and in non-neuronal cells of the lung (smooth muscle, macrophages and epithelial cells). Although it has been reported that TRPs play a role in modulating the function of protective airway reflexes, as well as in the pathophysiology of lung diseases, the involvement of these channels in the adverse effects manifested after treatment with angiotensinconverting enzyme inhibitors (ACEIs) remains unexplored. The objective of this thesis was, therefore, to determine the role of TRP channels type vaniloid 1 (TRPV1), anquirin 1 (TRPA1) and vaniloid 4 (TRPV4) in the hyperresponsiveness, plasma extravasation and pulmonary inflammation induced by the administration of captopril, an ACEI, in different routes of administration and treatment regimens. Using an animal model to assess airway resistance in vivo, we demonstrate that captopril administration sensitizes the TRPV1, TRPA1 and TRPV4 channels acutely inducing exacerbated bronchial responses when male Wistar rats were challenged with low doses of their respective ligands. This sensitization seems to depend directly on circulating bradykinin levels, via activation of the type 2 bradykinin receptor (B2), which, in turn, activates capsaicin-sensitive sensory neurons where TRPs are coexpressed. In the plasma extravasation model, we demonstrated that treatment with captopril altered the vascular permeability of the airways, and that similarly to hyperresponsiveness, the effect also appears to result from the sensitization of these channels in an acute manner. Corroborating, an increase in the total leukocyte count in bronchoalveolar lavage (BAL) and a hyperplasia of the lymphoid tissue associated with the bronchus (BALT), were also observed after the different regimens of treatment with captopril. Furthermore, the subchronic administration of the ACEI induced an increase in the inflammatory process and alteration of the immunohistochemical pattern of the TRPV1 channel in rat lung. Finally, the degeneration of sensory neurons by the neonatal pre-treatment with capsaicin reduced these inflammatory responses, demonstrating a strong neurogenic involvement, although non-neuronal pathways may also participate. Taken together, data from this thesis suggest that the administration of captopril modulates the activation threshold of the TRPV1, TRPA1 and TRPV4 channels, via activation of B2 receptor by increasing the circulating levels of bradykinin, triggering inflammatory responses. This new mechanism suggest possibilities for new antitussive therapies and pharmacological management of patients who manifest adverse effects on the airways during treatment with ACEIs, a medical need that has not yet been met. Keywords: Captopril. TRPV1. TRPA1. TRPV4. Bradykinin.