Participação dos receptores de potencial transitório e receptores de bradicinina na lesão pulmonar aguda induzida por lipopolissacarídeo em camundongos

Abstract

Resumo: A síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) é uma condição grave caracterizada por inflamação pulmonar intensa, aumento da permeabilidade vascular, edema alveolar e comprometimento das trocas gasosas, resultando em hipoxemia e insuficiência respiratória. Em modelos experimentais, a lesão pulmonar aguda (LPA) reproduz os principais eventos fisiopatológicos da SDRA, permitindo investigar seus mecanismos celulares e moleculares. Nesse contexto, os receptores de potencial transitório (TRP) constituem uma família de canais iônicos amplamente expressos em células neuronais e não neuronais do pulmão, incluindo epiteliais, musculares lisas e imunes, sendo reconhecidos como moduladores de reflexos protetores das vias aéreas e como mediadores da inflamação. Paralelamente, receptores de bradicinina B1 e B2 desempenham papel central na resposta inflamatória pulmonar, podendo interagir funcionalmente com canais TRP. Nesta tese, investigamos a participação dos canais TRP do tipo vaniloide 1 (TRPV1), anquirina 1 (TRPA1) e vaniloide 4 (TRPV4), bem como dos receptores de bradicinina B1 e B2, na lesão pulmonar aguda (LPA) induzida por lipopolissacarídeo (LPS) em camundongos. Nesse sentido, camundongos C57BL/6 foram submetidos à instilação intratraqueal de LPS em diferentes doses e tempos para caracterização do modelo de LPA. Para investigar o papel dos receptores, animais foram tratados com antagonistas seletivos de TRPV1, TRPA1, TRPV4 e dos receptores B1 e B2 de bradicinina. A resposta inflamatória foi avaliada por análise do lavado broncoalveolar (LBA), incluindo a quantificação de células inflamatórias, proteínas totais e citocinas, além da avaliação histopatológica do parênquima pulmonar. Adicionalmente, foram realizadas análises de deposição de colágeno e de expressão dos canais TRP por imunohistoquímica, bem como a investigação dos efeitos do bloqueio farmacológico sobre essas alterações. Nossos resultados demonstraram que o LPS promoveu inflamação pulmonar caracterizada por aumento de citocinas, infiltrado celular no LBA, extravasamento plasmático, deposição de colágeno, edema pulmonar e alterações histológicas compatíveis com LPA. Verificamos que os canais TRPV1, TRPA1 e TRPV4 contribuem para a amplificação dessa resposta inflamatória, uma vez que sua inibição farmacológica reduziu a expressão de marcadores inflamatórios, o acúmulo celular no LBA e a intensidade do dano tecidual. Além disso, a ativação dos receptores B1 e B2 aumentou a atividade dos TRP, enquanto sua modulação farmacológica atenuou a lesão pulmonar induzida por LPS. Coletivamente, nossos achados indicam que a sinalização coordenada entre os canais TRPV1/TRPA1/TRPV4 e receptores de bradicinina B1/B2 constitui um eixo patofisiológico relevante na LPA induzida por LPS. A elucidação dessa via integrativa não apenas aprofunda a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes à inflamação pulmonar aguda, como também destaca potenciais alvos terapêuticos para o desenvolvimento de estratégias farmacológicas mais eficazes no controle da progressão e gravidade da doença

Abstract: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a severe clinical condition characterized by intense pulmonary inflammation, increased vascular permeability, alveolar edema, and impaired gas exchange, resulting in persistent hypoxemia and respiratory failure. In experimental models, acute lung injury (ALI) reproduces the main pathophysiological features of ARDS, allowing the investigation of underlying cellular and molecular mechanisms. In this context, transient receptor potential (TRP) channels constitute a family of ion channels widely expressed in neuronal and non neuronal cells of the lung, including epithelial, smooth muscle, and immune cells, being recognized as modulators of airway protective reflexes and mediators of inflammation. In parallel, bradykinin B1 and B2 receptors play a central role in the pulmonary inflammatory response and may functionally interact with TRP channels. In this thesis, we investigated the participation of transient receptor potential channels of the vanilloid 1 (TRPV1), ankyrin 1 (TRPA1), and vanilloid 4 (TRPV4) subtypes, as well as bradykinin B1 and B2 receptors, in lipopolysaccharide (LPS)-induced acute lung injury (ALI) in mice. In this sense, C57BL/6 mice were subjected to intratracheal instillation of LPS at different doses and time points to characterize the ALI model. To investigate the role of the receptors, animals were treated with selective antagonists of TRPV1, TRPA1, TRPV4, and bradykinin B1 and B2 receptors. The inflammatory response was evaluated by analysis of bronchoalveolar lavage fluid (BALF), including quantification of inflammatory cells, total proteins, and cytokines, in addition to histopathological assessment of lung parenchyma. Furthermore, analyses of collagen deposition and TRP channel expression by immunohistochemistry were performed, as well as investigation of the effects of pharmacological blockade on these alterations. Our results demonstrated that LPS promoted pulmonary inflammation characterized by increased cytokines, cellular infiltrate in BALF, plasma extravasation, collagen deposition, pulmonary edema, and histological changes compatible with ALI. We verified that TRPV1, TRPA1, and TRPV4 channels contribute to the amplification of this inflammatory response, since their pharmacological inhibition reduced the expression of inflammatory markers, cellular accumulation in BALF, and the intensity of tissue damage. Moreover, activation of B1 and B2 receptors enhanced TRP channel activity, whereas their pharmacological modulation attenuated LPS-induced lung injury. Collectively, our findings indicate that coordinated signaling between TRPV1/TRPA1/ TRPV4 channels and bradykinin B1/B2 receptors constitutes a pathophysiological axis relevant to LPS-induced ALI. Elucidation of this integrative pathway not only deepens the understanding of the molecular mechanisms underlying acute pulmonary inflammation but also highlights potential therapeutic targets for the development of more effective pharmacological strategies to control disease progression and severity