Atopia e o estado da barreira cutânea: uma relação cada vez mais importante

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1 Ano 2 Nº 8 - Atopia Atopia e o estado da barreira cutânea: uma relação cada vez mais importante A pele define o limite entre as partes interna e externa do corpo. Essa barreira cutânea é munida de diversos sensores térmicos e forma uma interface psicossensorial. Para a pele desempenhar todas as suas funções, sua integridade precisa ser preservada a qualquer custo. A desidratação associada à perda excessiva de água, a penetração de substâncias exógenas prejudiciais para o corpo (patógenos, moléculas tóxicas, alérgenos etc.) e a vulnerabilidade aos raios UV e a agentes estressantes mecânicos são as principais ameaças para os mamíferos cuja barreira cutânea apresente algum dano. 01

2 A. Observações derivadas da dermatologia humana A função de proteção da pele depende principalmente da camada epidérmica mais externa, o estrato córneo. Essa camada é formada por queratinócitos mortos estreitamente justapostos (igual corneócitos que atuam como tijolos ) rodeados de lipídeos lamelares complexos, que podem ser vistos como a argamassa para manter coesa a estrutura celular. Qualquer irregularidade na epiderme pode levar à ocorrência de doenças de pele 1,2 (Figura 1). O estrato córneo é o foco da pesquisa sobre a etiopatogênese da dermatite atópica no homem. Desde que se descobriu por acaso que a mutação do gene para a síntese da filagrina (FLG) era não apenas responsável pela ocorrência de ictiose vulgar, mas também de dermatite atópica em alguns pacientes, a barreira cutânea adquiriu importância ainda mais evidente 3,4. As mutações do gene da FLG realmente alteram as qualidades dessa barreira. Figura 1: representação esquemática da estrutura da barreira cutânea O estrato córneo protege o corpo contra a desidratação e agressões externas. Qualquer alteração no estrato córneo provoca perda de água pela pele e debilita a epiderme. Uma meta-análise 5 sistemática realizada há pouco tempo verificou que mutações no gene da FLG aumentam o risco de sensibilização alérgica, dermatite atópica, rinite alérgica ou asma associada à atopia. Alguns pacientes humanos atópicos apresentam mutações no gene da FLG, ocasionando falta dessa proteína. Foi também demonstrado que a secreção de citocinas pró-alergênicas na pele de pacientes atópicos reduz diretamente a expressão da filagrina, assim como de outras proteínas no estrato córneo, tais como da involucrina e da loricrina 6-8. Portanto, os fenômenos alérgicos e a integridade do estrato córneo estão interligados. Figura 2: ilustração da teoria Fora-dentro-fora A barreira cutânea danificada ajuda a desencadear a dermatite atópica que, por sua vez, debilita a epiderme e ajuda a perpetuar os danos à pele. Após essas descobertas, foi proposta uma nova teoria sobre a patogênese da dermatite atópica em relação à medicina humana (fora - dentro - fora): falha genética na barreira cutânea provoca inflamação induzida por atopia, o que leva à redução da secreção de proteínas no estrato córneo e prejudica o funcionamento da barreira 2 (Figura 2). Essa nova perspectiva na patogênese da dermatite atópica no homem abre caminho para possíveis extrapolações para a medicina em cães: haveria também um dano inicial na barreira cutânea em cães atópicos? Se sim, até que ponto? 02

3 B. Cães atópicos: irregularidades no estrato córneo Atualmente, está comprovado que cães atópicos apresentam irregularidades na barreira cutânea. 1. Pele seca e perda de água transepidérmica Para avaliar a quantidade de água perdida através da pele, utiliza-se um método de medição da perda de água transepidérmica (ou PATE), validado em seres humanos. É realizada com o uso de um evaporímetro de câmara aberta ou fechada (Figura 3). Os resultados mostram que o valor da PATE aumenta em pacientes atópicos, sobretudo naqueles com lesões cutâneas ou no estágio agudo da doença. Figura 3: medição da PATE Foto: Unidade de dermatologia Instituto Claude Bourgelat VetAgro Sup Os valores de PATE medidos em cães podem apresentar grande variação e aparentemente esse método de medição não é ideal para avaliar a qualidade da barreira cutânea na clínica geral. Porém, com o uso de evaporímetro de câmara fechada em ambiente controlado, os resultados de estudos experimentais podem ser interpretados de maneira rigorosa e confiável (com base no experimento do Prof. Pin, Vet AgroSup). Publicações recentes confirmam que os valores de PATE medidos em cães atópicos por natureza são significativamente maiores que os observados em cães sadios 9. Em modelo experimental realizado em cães da raça Beagle com hipersensibilidade genética a ácaros-da-poeira 10, foi possível desencadear aumento dos valores da PATE por meio de testes de exposição provocativa a alérgenos. Os valores de PATE aumentam, sobretudo, em áreas geralmente atópicas. 2. Alterações na estrutura dos lipídeos cutâneos A quantidade e a disposição dos lipídeos intercelulares encontrados no estrato córneo são aparentemente alteradas em cães atópicos, mesmo na ausência de lesões cutâneas. Em geral, esses lipídeos intercelulares estão presentes em todos os níveis do estrato córneo, na forma de multicamadas lamelares. Em cães atópicos 11,12, a disposição dos lipídeos no estrato córneo é muito heterogênea, com lacunas em diversas áreas. Onde presentes, sua estrutura é geralmente anormal e/ou incompleta (Figura 4). Os escores de lipídeos lamelares intercelulares em termos de uniformidade e espessura são significativamente menores do que no estrato córneo não lesionado de cães atópicos 11. Por sua vez, a quantidade e a morfologia dos corpos lamelares responsáveis pela extrusão dos lipídeos são normais. Figura 4: comparação microscópica da estrutura do estrato córneo em cães sadios e atópicos Normal Anormal Em cães atópicos, observam-se perda de simetria entre os lipídeos lamelares e alargamento dos espaços intercelulares. 03

4 Outra diferença passível de ser observada entre cães sadios e atópicos é que nesses últimos os corneócitos tendem a se separar precocemente, o que resulta no surgimento de espaços intercelulares mais amplos em comparação a cães sadios 12,13. Em cães com hipersensibilidade, testes de exposição provocativa causaram o aparecimento de lesões cutâneas macroscópicas e também microscópicas. A comprovação da piora das irregularidades na estrutura do estrato córneo é observada no desordenamento dos corneócitos, nas alterações na disposição dos lipídeos lamelares e no alargamento dos espaços intercelulares Alterações na composição dos lipídeos Além das alterações na estrutura, ocorrem irregularidades na composição natural dos lipídeos no estrato córneo. Em cães atópicos, os níveis de lipídeos no estrato córneo são menores do que em cães sadios 15. A quantidade total de ceramidas, assim como de determinadas subclasses dessas substâncias (especialmente das ceramidas 1 e 9, conforme Figura 5), também é menor no estrato córneo de cães atópicos, mesmo sem lesões visíveis 9,14,15,16. A escassez de ceramidas está aparentemente associada ao aumento da PATE, o que sugere a possibilidade de essas substâncias atuarem como impermeabilizantes para a epiderme 9. Acredita-se que anomalias no processo de síntese dos lipídeos da pele sejam responsáveis por esse problema em cães atópicos: são observadas quantidades de glicosilceramidas (livres e conjugadas a proteínas) realmente maiores no estrato córneo, fenômeno não observado em cães sadios 15. Em geral, as glicosilceramidas são convertidas em ceramidas por enzimas, cujos níveis são provavelmente baixos em animais atópicos. As diferenças significativas na composição lipídica entre as diversas camadas do estrato córneo em cães atópicos sugerem que a biossíntese de lipídeos é consideravelmente alterada durante as ondas de inflamação associada a atopia 15. Por fim, Bäumer et al. há pouco tempo relataram que a epiderme de cães atópicos continha quantidades anormalmente baixas de um derivado de ceramida anti-inflamatória, a esfingosina-1-fosfato (S1P) 17. Portanto, a enzima que quebra a S1P conseguiria ser mais ativa em indivíduos atópicos 17. Figura 5: baixo nível das ceramidas 1 e 9 em cães atópicos em comparação a cães sadios 04

5 4. Anomalias proteicas A filagrina é uma proteína essencial para manter a pele bem hidratada. Ela confere à pele a capacidade de reter água, possibilitando que a queratina se ligue à superfície dos corneócitos. O Fator de Hidratação Natural (FHN), resultante da quebra da filagrina, também é um elemento essencial para a manutenção da hidratação correta do estrato córneo. Até hoje, três estudos avaliaram a expressão da filagrina na pele sadia de cães atópicos e em lesões cutâneas atópicas experimentalmente induzidas; essas pesquisas revelaram a comprovação a seguir. Em um pequeno percentual de cães atópicos, a filagrina apresenta anomalias estruturais ou funcionais na extremidade C-terminal, que provavelmente se devem a mutações no gene da FLG que codifica essa proteína 18. Foi também observado que a inflamação atópica causa redução momentânea da expressão da filagrina 19. Porém, até o momento, ainda não foram identificadas mutações no gene da FLG em cães atópicos, como é o caso em seres humanos. Análises genéticas realizadas em cães da raça West Highland White Terrier na Austrália 20, Reino Unido 20 e Estados Unidos (Salzman et al, ainda inédito) não conseguiram estabelecer relação entre o gene da FLG e a dermatite atópica. Por outro lado, essa relação foi aparentemente estabelecida em cães da raça Labrador Retriever no Reino Unido 21. C. Consequência dos danos na barreira cutânea Três estudos avaliaram as alterações ocorridas no estrato córneo de cães sadios e atópicos, quando realizado teste de abrasão com o uso de fita adesiva. Em 2009, utilizando medições feitas com evaporímetro de câmara fechada, Shimada demonstrou que a PATE aumenta proporcionalmente à quantidade de corneócitos retirados com a fita adesiva 22. Essa observação foi confirmada por Vidémont em Além disso, a hipersensibilidade a ácaros-da-poeira ocorre em estágio mais precoce e com maior intensidade em cães atópicos, cuja barreira cutânea sofreu abrasão com a remoção de fita adesiva, do que em cães cujo estrato córneo está intacto 24. Esse fenômeno de sensibilização foi quantificado por meio da ativação de linfócitos T específicos por alérgenos no sangue periférico, da medição de concentrações plasmáticas de IgE (Figura 6) e de testes intradérmicos. Figura 6: demonstração do aumento de reações de hipersensibilidade induzida por abrasão do estrato córneo por meio de teste com fita adesiva 05

6 Mesmo assim, algumas perguntas permanecem sem resposta: Todos os cães atópicos apresentam barreira cutânea danificada ou essas irregularidades ocorrem apenas em alguns animais? Alteração na barreira cutânea é resultado de problema genético primário ou ocorre como consequência secundária à inflamação atópica? A pele não lesionada em cães atópicos, com aspecto de pele clinicamente normal, não é pele normal, pois microscopicamente está inflamada e contém citocinas pró-inflamatórias 25-28, o que sugere dano primário. As respostas a essas questões só podem ser obtidas com mais pesquisas sobre a relação entre atopia e a composição da barreira cutânea. REVISÃO Anomalias em casos de alergia somadas a danos na barreira são inflamação e proliferação da microbiota na superfície. Conclusão Em cães, como no homem, o estrato córneo desempenha papel vital na proteção da pele contra a desidratação. Também é uma barreira essencial que inibe a sensibilização alérgica transepidérmica. Cães com barreira cutânea em estado danificado apresentam pele seca e propensão para prurido. Inflamação de origem atópica intensifica ainda mais esses sinais clínicos. 06

7 Referências bibliográficas 1. Madison KC. Barrier function of the skin: la raison d être of the epidermis. Journal of Investigative Dermatology 2003; 121: Elias PM, Schmuth M. Abnormal skin barrier in the etiopathogenesis of atopic dermatitis. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology 2009; 9: Smith FJ, Irvine AD, Terron-Kwiatkowski A, et al. Lossof-function mutations in the gene encoding filaggrin cause ichthyosis vulgaris. Nature Genetics 2006; 38: Palmer CN, Irvine AD, Terron-Kwiatkowski A, et al. Common lossof-function variants of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis. Nature Genetics 2006; 38: Van den Oord RA, Sheikh A. Filaggrin gene defects and risk of developing allergic sensitisation and allergic disorders: Systematic review and meta-analysis. British Medical Journal 2009; 339: Howell MD, Kim BE, Gao P, et al. Cytokine modulation of atopic dermatitis filaggrin skin expression. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2007; 120: Kim BE, Leung DY, Boguniewicz M, et al. Loricrin and involucrin expression is down-regulated by Th2 cytokines through STAT-6. Clinical Immunology 2008; 126: Howell MD, Kim BE, Gao P, et al. Cytokine modulation of atopic dermatitis filaggrin skin expression. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2009; 124: R7-R Shimada K, Yoon JS, Yoshihara T, et al. Increased transepidermal water loss and decreased ceramide content in lesional and non-lesional skin of dogs with atopic dermatitis. Veterinary Dermatology 2009; 20: Hightower K, Marsella R, Flynn-Lurie A. Effects of age and allergen exposure on transepidermal water loss in a house dust mite-sensitized beagle model of atopic dermatitis. Veterinary Dermatology 2010; 21: Inman AO, Olivry T, Dunston SM, et al. Electron microscopic observations of the stratum corneum intercellular lipids in normal and atopic dogs. Veterinary Pathology 2001; 38: Piekutowska A, Pin D, Rème CA, et al. Effects of a topically applied preparation of epidermal lipids on the stratum corneum barrier of atopic dogs. Journal of Comparative Pathology 2008; 138: Marsella R, Samuelson D, Doerr K. Transmission electron microscopic studies in an experimental model of canine atopic dermatitis. Veterinary Dermatology 2010; 21: Reiter LV, Torres SM, Wertz PW. Characterization and quantification of ceramides in the nonlesional skin of canine patients with atopic dermatitis compared with controls. Veterinary Dermatology 2009; 20: Yoon J, Yoshihara T, Sasaki A, et al. Characterization of overall ceramides in canine stratum corneum by mass spectrometry and the analysis of ceramide classes in healthy dogs and dogs with atopic dermatitis (abstract). Veterinary Dermatology 2010; 21: Popa I, Remoue N, Hoang LT, et al. Atopic dermatitis in dogs is associated with a high heterogeneity in the distribution of protein-bound lipids within the stratum corneum. Archives of Dermatological Research Aug; 303(6): Bäumer W, Rossbach K, Mischke R, et al. Decreased concentration and enhanced metabolism of sphingosine- 1-phosphate in lesional skin of dogs with atopic dermatitis: Disturbed sphingosine-1-phosphate homeostasis in atopic dermatitis. Journal of Investigative Dermatology 2011; 131: Chervet L, Galichet A, McLean WH, et al. Missing C-terminal filaggrin expression, NFkappaB activation and hyperproliferation identify the dog as a putative model to study epidermal dysfunction in atopic dermatitis. Experimental Dermatology 2010; 19: e Santoro D, Marsella R, Bunick D, et al. Expression and distribution of canine filaggrin in the skin of healthy and atopic beagles (abstract). Veterinary Dermatology 2010; 21: Barros Roque J, O Leary CA, Kyaw-Tanner M, et al. Haplotype sharing excludes canine orthologous filaggrin locus in atopy in west highland white terriers. Animal Genetics 2009; 40: Wood SH, Ollier WE, Nuttall T, et al. Despite identifying some shared gene associations with human atopic dermatitis the use of multiple dog breeds from various locations limits detection of gene associations in canine atopic dermatitis. Veterinary Immunology and Immunopathology 2010; 138: Shimada K, Yoshihara T, Yamamoto M, et al. Transepidermal water loss (TEWL) reflects skin barrier function of dog. Journal of Veterinary Medical Science 2008; 70: Vidémont E, Mariani C, Vidal S, Pin D. Characterization of the canine skin barrier restoration following acute disruption by tapestripping. Veterinary Dermatology doi: /j x 24.Olivry T, Wofford J, Paps JS, et al. Stratum corneum removal facilitates experimental sensitization to allergens in atopic dogs. Veterinary Dermatology 2011; Apr; 22(2): 188) Olivry T, Naydan DK, Moore PF. Characterization of the cutaneous inflammatory infiltrate in canine atopic dermatitis. American Journal of Dermatopathology 1997; 19: Olivry T, Dean GA, Tompkins MB, et al. Toward a canine model of atopic dermatitis: Amplification of cytokinegene transcripts in the skin of atopic dogs. Experimental Dermatology 1999; 8: Nuttall TJ, Knight PA, McAleese SM, et al. T-helper 1, T-helper 2 and immunosuppressive cytokines in canine atopic dermatitis. Veterinary Immunology and Immunopathology 2002; 87: Nuttall T, Knight PA, McAleese SM, et al. Expression of Th1, Th2 and immunosuppressive cytokine gene transcripts in canine atopic dermatitis. Clinical and Experimental Allergy 2002; 32:

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