O inicio do século XX foi marcado por grandes avanços na área do conhecimento humano. No campo científico, o trabalho persistente de alguns cirurgiões europeus da época permitiu que novas técnicas de anastomose vascular e preservação de órgãos isolados fossem aplicadas na realização de um sonho que poucos acreditavam ser possível: a troca terapêutica de um órgão irreversivelmente doente por outro sadio, ou simplesmente transplante de órgãos, caracterizando um dos mais belos capítulos da história da Medicina moderna. 

A chegada de um novo século antecipa novidades para aqueles que se interessam pelos transplantes em geral. Enquanto novos medicamentos imunossupressores e antivirais vão surgindo e progressivamente permitindo que os principais problemas atuais do transplante, a rejeição imunológica e as infecções do receptor, respectivamente, sejam controlados, outros desafios surgem no horizonte. 

Já podemos afirmar que a escassez de órgãos, sejam provenientes de cadáveres mantidos em unidades de terapia intensiva (doadores em morte encefálica) ou de doadores vivos, será o maior obstáculo a ser vencido para o sucesso da "transplantologia". O problema não é de simples resolução e um grande número de pesquisadores dedica-se à busca de fontes alternativas aos órgãos humanos. O caminho pode estar sendo aberto pelas recentes descobertas na área da biologia celular, e prevê-se que as mesmas terão uma influência direta na prática médica em breve.

Este texto tem como objetivo principal introduzir alguns dos temas que serão certamente acrescentados ao já extenso glossário dos "transplantadores" neste início de século.

Apoptose

Em 1971, um pesquisador australiano descreveu como resultado de observações morfológicas um novo fenômeno biológico, batizando-o em homenagem à queda das folhas de árvores no inverno, a apoptose (1). Cerca de 30 anos depois o fenômeno tem despertado grande interesse na comunidade científica. 

Mas o que é, afinal, apoptose? A resposta mais simples talvez seja: morte celular organizada. 

Embora os mecanismos detalhados do fenômeno ainda não estejam totalmente compreendidos, um grande avanço ocorreu desde a descriçãao inicial do mesmo. Sabe-se por exemplo, que o que imaginava-se como raro é na verdade um mecanismo biológico freqüente e de grande importância no controle de qualidade (e quantidade) de células e tecidos biológicos de diferentes espécies animais, estando altamente conservado nos humanos. 

Estudos provenientes de um tipo de minhoca (C. elegans) tem ajudado a compreender o que ocorre quando uma célula tem seu dispositivo de "suicídio" acionado. A morte celular ocorre através da ativação sucessiva de enzimas (tipos específicos de proteína) capazes de destruir outras proteínas, denominadas portanto proteases. Um grupo de cisteína-proteases (caspases) ocupa o papel de efetoras da morte, quebrando o DNA celular em sítios específicos, o que explica as alterações morfológicas inicialmente descritas, tais como redução e condensação do núcleo da célula, ou fragmentação "em escada" (laddering) do DNA nuclear. Devido ao papel fundamental das caspases no fenômeno de apoptose alguns autores sugeriram a mudança do termo para "morte associada as caspases", o que tem sido contestado por outros devido à ampla adoção do termo inicial (2). Nao é difícil imaginar o resultado final da fragmentação completa do DNA celular. Corte uma fita cassete em 100 pedaços e tente tocar no seu toca-fitas… Ou seja, sem DNA legível, nada de RNA e conseqüentemente, síntese proteica ausente, levando à morte celular.

Além do importante papel das caspases como efetoras da morte celular, grande atenção tem sido dada aos diferentes estímulos que podem levar células ao "suicídio". A descoberta de receptores de membrana celular classificados como "receptores da morte" tem ajudado nesse sentido. 

Pelo menos 5 tipos diferentes de receptores da morte ocupam o papel de deflagadores da apoptose, sendo que os mais estudados até o momento são os receptores para o fator de necrose tumoral (TNF) ou "TNF receptor" e o receptor para o ligante-fas ("Fas-ligand") ou "CD 95". Presentes ou ausentes em concentrações variadas na membrana celular de diferentes tipos celulares, o mecanismo de ação destes foi recentemente descrito, sendo basicamente semelhantes (3). Orientados por seus respectivos ligantes (TNF ou Fas ligand) os receptores da morte se aproximam (em geral na forma de trimeros) através de sua fração extra-celular, o que gera a formação na porção intra-celular (citoplasmática) de uma base denominada domínio da morte ("death domain") que inicia a ativação de caspases iniciadoras até então presentes no citoplasma na forma de pró-enzimas inativas. Estas, uma vez ativadas, ativam outras caspases efetoras que atuarão no núcleo celular. Para os que gostam das cascatas (coagulação, complemento), eis mais uma que veio para ficar…

Um dos aspéctos mais interessantes entre as recentes descobertas relacionadas à apoptose é o papel regulador exercido por algumas proteínas citoplasmáticas que atuam promovendo ou inibindo a ativação das caspases e servindo, portanto, como verdadeiros "juízes" entre a vida e a morte celular. 

Dentre as diferentes famílias de proteínas reguladoras de apoptose, a mais estudada até o momento é a relacionada à proteina Bcl-2 sendo que alguns membros desta atuam como promotores de apoptose (pró-apoptóticos) e outros como inibidores da mesma (anti-apoptóticos). A análise estrutural detalhada das proteínas da familia Bcl-2 (Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-L, Bax, Bad, A1) vem sendo realizada com sucesso, permitindo a identificação de seus sítios específicos de ação e levando à progressiva compreensão dos detalhes de funcionamento do sistema (4, 5). No entanto muito ainda há de ser desvendado.

Comparando-se os mecanismos distintos pelos quais uma celula pode ser destruída, a necrose, forma até então mais conhecida de morte celular, seria a forma "escandalosa", enquanto a apoptóse corresponderia à morte discreta. Enquanto na primeira observamos a explosão do conteúdo celular para o meio externo e a conseqüente interação com as células vizinhas, na apoptóse a célula encerra-se sobre si mesma e morre silenciosamente.

A Biologia Celular e os transplantes

Podemos antecipar que o conhecimento detalhado dos mecanismos de vida e morte celular acima descritos possam ser de grande utilidade prática num futuro próximo. O manejo de patologias distintas tais como o câncer e o transplante de órgãos são exemplos de áreas que se beneficiarão com o avanço da biologia celular e molecular. Sabe-se hoje que alguns quimioterápicos, utilizados com sucesso há décadas em oncologia, tem como mecanismo de ação a interferência nas proteínas reguladoras de apoptóse, tais como as da familia Bcl-2. De forma inversa, podemos esperar que a sobrevivência de um órgão transplantado possa ser facilitada através da modulação das mesmas proteínas, ou seja: expressão acentuada de proteínas anti-apoptóticas e/ou inibição de proteínas pró-apoptóticas. 

Estudos com diferentes proteínas "protetoras" vem sendo realizados não apenas com o objetivo de melhorar a sobrevida de enxertos humanos (aloenxertos), mas principalmente dos transplantes de órgãos inter-espécie (xenotransplantes). O sucesso de tal estratégia poderá contribuir de forma decisiva no aumento do número de órgãos disponíveis para transplante. De forma resumida, tais estudos baseiam-se na observação de que órgãos transplantados com sucesso (alotransplantes e xenotransplantes experimentais) apresentam em seus tecidos expressão elevada de proteínas protetoras (A20, heme-oxigenase, Bcl-2), mesmo na presença no receptor de anticorpos contra o enxerto, fenômeno descrito por Bach e cols. como acomodação (6). Baseados nessas observações a pesquisa realizada neste laboratório tem sido voltada para a criação de órgãos "super-protegidos" ou seja, a manipulação genética de tecidos que apresentem níveis elevados de proteínas anti-apoptóticas, tornando-os resistentes às diferentes agressões sofridas pelo órgão ou tecido transplantado a partir do implante no receptor. 

As diferentes estratégias para elevação de níveis de proteínas protetoras incluem: transfecção destas através de vetores virais tais como o adenovirus, criação de animais transgênicos e estudo farmacológico de drogas que produzam o mesmo efeito. A expectativa é de que em breve possamos aplicar as diferentes estratégias para obtenção de ilhotas de pâncreas, rins e outros órgãos sólidos mais resistentes.

Os avanços descritos poderão somar-se aos projetos em andamento que tem como alvo principal o receptor do órgão, tais como estudos de tolerância imunológica e desenvolvimento de imunossupressores eficazes contra a rejeição crônica. A aplicação de técnicas de manipulação genética poderá ainda beneficiar a área dos dispositivos artificiais de substituição de órgãos, tais como o fígado artificial, através de culturas de células humanas e/ou de animais.

Como pode-se observar, estamos cada vez mais próximos dos estudos clínicos que nos poderão trazer a resposta quanto à verdadeira aplicação destas técnicas.

Ética e xenotransplante

Enquanto não soubermos estimar com segurança qual é o verdadeiro risco de que doenças infecciosas prevalentes em outras espécies animais (zoonoses) sejam transmitidas ao homem através dos xenotransplantes (xenoses), não deveríamos iniciar estudos clínicos. Pelo menos esta é a opinião de um grupo de pesquisadores da Universidade de Harvard, encabeçada pelo mesmo Prof. Fritz Bach. Este grupo lançou recentemente um apelo à comunidade científica mundial para que estudos clínicos envolvendo xenotransplantes não sejam iniciados por um período de tempo pré-determinado (moratória) ou até que as principais dúvidas sobre o risco de transmissão de doenças tais como as retroviroses e outras cujo conhecimento é escasso, sejam esclarecidas (7). 

Os aspéctos éticos relacionados à prática dos transplantes em geral ganharão importância cada vez maior conforme os avanços tecnológicos nos permitam vencer novas barreiras. Com a aproximação da realização de mais um sonho de fim de século, a realização de transplantes entre espécies, é fundamental que o transplantador do futuro tenha conhecimento da matéria. Curiosamente, a mesma universidade que foi palco de debates éticos relacionados à utilização de mortos cerebrais como doadores de órgãos em 1968 torna-se novamente palco de nova discussão nao menos importante. Estejamos sintonizados e participemos do debate. Dessa vez, segundo alguns, a própria existência da espécie humana pode estar em risco. Exagero? Talvez, mas até o momento ninguém tem a resposta exata.

Conclusão

Os recentes progressos na área da biologia celular nos permitem imaginar que as principais dificuldades para a prática do transplante de órgãos neste inicio de século serão em breve vencidas. Para aqueles que se interessam pela prática dos transplantes o estudo destes novos conceitos e tecnologias poderá ser de grande utilidade. 

A utilizacão de órgaos de animais (xenotransplantes) modificados geneticamente, seja através de hiperexpressão de proteínas anti-apoptóticas ou inibição de pró-apoptóticas, é apenas um exemplo de como a escassez de órgãos, principal problema para a realização de um número significativamente maior de transplantes no Brasil e no mundo, poderá ser vencida. 

Não podemos no entanto negligenciar a importância das novas barreiras que surgirão a partir das novas soluções encontradas. O maior problema que um avanço científico pode enfrentar é a incapacidade de dividir o sucesso do mesmo com aqueles que motivaram o inicio da pesquisa. 

No caso dos transplantes, o grande numero de pacientes que aguarda por um órgão para o definitivo tratamento de suas doenças terminais é a nossa meta. Até que cheguemos a eles, o problema nao estará resolvido. Com certeza a solução definitiva nao virá das bancadas de laboratório… 

Agradecimentos: aos colegas do laboratório de imunobiologia do Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School, Boston, EUA – Drs. Anne Badrichiani, Jerome Mahiou, Maria B. Arvelo, Miguel Soares, Shane Grey e Christiane Ferran.

Referências bibliográficas

1) Kerr JFR. Shrinkage necrosis: a distinct mode of cellular death. J Pathol 105: 13-20, 1971.

2) Thornberry NA, Lazebnik Y. Caspases: enemies within. Science 281: 1312-1316, 1998.

3) Gravestein LA, Borst J. Tumor necrosis factor receptor family members in the immune system. Semin Immunol 10: 423-434, 1998.

4) Matsuyama S, Schendel SL, Xie Z, Reed JC. Cytoprotection by Bcl-2 requires the pore forming alpha-5 and alpha-6 helices. J Biol Chem 273: 30995-31001, 1998.

5) Muchmore SW, Sattler M, Liang H et al. X-ray and NMR structure of human Bcl-XL, an inhibitor of programmed cell death. Nature 381: 335-341, 1996.

6) Bach FH, Turman MA, Vercellotti GM, et al. Accommodation: a working paradigm for progressing toward clinical discordant xenografting. Transplant Proc 23: 205-207, 1991.

7) Bach FH, Fishman JA, Daniels N, et al. Uncertainty in xenotransplantation: individual benefit versus collective risk. Nature Med 4: 141-144, 1998.

Dr. Eduardo Rocha, professor de Nefrologia da Universidade Federal Fluminense; coordenador de transplantes do programa Gavea transplante, RJ; doutorando pela UNIFESP- Escola Paulista de Medicina; instrutor do departamento de cirurgia, Harvard Medical School, Boston.