Atividades anti-inflamatórias dirigidas a patógenos e Host-Directed Anti-Inflammatory Activities of Macrolide Antibiotics

Abstract

Os antibióticos macrolídeos possuem várias propriedades benéficas e secundárias que complementam a sua atividade antimicrobiana primária. Além dos altos níveis de penetração nos tecidos, que podem neutralizar patógenos bacterianos aparentemente resistentes aos macrolídeos, estes agentes também possuem propriedades anti-inflamatórias, não relacionadas à sua atividade antimicrobiana primária. Os macrolídeos visam as células do sistema imunológico inato e adaptativo, assim como as células estruturais, e são benéficos no controle de respostas inflamatórias nocivas durante infecções bacterianas agudas e crônicas. Estas actividades anti-inflamatórias secundárias dos macrolídeos parecem ser particularmente eficazes na atenuação da inflamação mediada por neutrófilos. Isto, por sua vez, pode contribuir para a utilidade destes agentes no tratamento de doenças inflamatórias agudas e crónicas de origem microbiana e não microbiana, predominantemente das vias respiratórias. Este trabalho está focado nos vários mecanismos da atividade anti-inflamatória mediada por macrólidos que visam tanto os patógenos microbianos quanto as células dos sistemas imunes inatos e adaptativos, com ênfase na sua relevância clínica.

1. Introdução

Macrolides, que são principalmente antibióticos, pertencem ao grupo dos polietideos produtos naturais . Eles derivam seu nome de suas características estruturais, um anel macrocíclico de lactona ao qual vários açúcares desoxídicos, mais comumente cladinose e desosamina, estão ligados . Os antibióticos macrolídeos mais importantes são os compostos de 14, 15 e 16 membros. A estrutura molecular da eritromicina de 14 membros, o protótipo de macrolídeo, é mostrada na Figura 1. Problemas de administração de drogas resultantes da instabilidade ácida motivaram o desenho de macrólidos mais recentes. Estes compostos incluem (i) claritromicina, roxitromicina, diritromicina, e os cetolides e fluoroketolides, todos com uma estrutura anular de 14 membros; (ii) a azitromicina de 15 membros; e (iii) os 16 membros espiramicina, rokitamicina e josamicina.

Figura 1

A estrutura molecular da eritromicina, o protótipo de macrólido de 14 membros .

Os antibióticos macrolídeos são geralmente usados para tratar infecções respiratórias e de partes moles causadas por bactérias Gram-positivas. Eles também são ativos contra rickettsiae, clamídiae e Mycoplasma pneumoniae, assim como alguns patógenos bacterianos Gram-negativos, incluindo Bacteroides fragilis, Bordetella pertussis, espécies Campylobacter, Haemophilus influenzae, Helicobacter pylori, Legionella pneumophila, Moxarella catarrhalis, e espécies Neisseria. Os macrolídeos mais avançados, azitromicina e claritromicina, assim como os ketolides/fluoroketolides, têm várias vantagens distintas sobre a eritromicina. Estas incluem um amplo espectro de actividade, melhor farmacocinética, farmacodinâmica e tolerabilidade, e administração uma vez por dia. A azitromicina e, em menor grau, a claritromicina são notadas pelas suas concentrações elevadas e prolongadas nos locais de infecção, atingindo níveis teciduais de 10-100 e 2-20 vezes superiores às concentrações séricas, respectivamente . Ambos os agentes são também concentrados intracelularmente por macrófagos alveolares, atingindo níveis de aproximadamente 400 vezes (claritromicina) e 800 vezes (azitromicina) acima das concentrações séricas . A cetolide, telitromicina, também tem excelente penetração nos tecidos broncopulmonares e macrófagos, enquanto os macrolídeos e agentes semelhantes aos macrólidos também são acumulados pelos leucócitos polimorfonucleares (PMNL), os quais, por sua vez, efectuam o fornecimento activo destes agentes aos locais de infecção bacteriana .

No que diz respeito ao seu mecanismo de acção antimicrobiana, os macrólidos são inibidores da síntese de proteínas bacterianas. Isto é conseguido através da ligação reversível destes agentes ao local P da subunidade 50S do ribossomo bacteriano . A interacção macrólidos/ribossomas tem várias consequências aparentes, todas elas resultando na inibição da síntese proteica bacteriana. Estas são (i) interferência com a peptidiltransferase, impedindo o alongamento da cadeia de polipeptídeos; (ii) inibição da translocação do ribossomo; e (iii) descolamento inoportuno do peptidil-tRNA do ribossomo . Macrolides, ketolides e fluoroketolides possuem, respectivamente, 1, 2 e 3 sítios de ligação do ribossomo . Embora predominantemente bacteriostáticos, as altas concentrações de tecido e macrófago/PMNL alcançadas pelos macrolídeos e agentes semelhantes aos macrólidos podem favorecer a atividade bactericida in vivo.

Não obstante a sua actividade antimicrobiana primária, os macrolídeos, ao contrário da maioria das outras classes de antibióticos, também possuem propriedades anti-inflamatórias benéficas. Estes últimos efeitos são obtidos por dois mecanismos distintos. Em primeiro lugar, como consequência do seu mecanismo primário de acção antimicrobiana, os macrólidos inibem a produção de toxinas microbianas pró-inflamatórias e outros factores de virulência. Surpreendentemente, este mecanismo de atividade anti-inflamatória dirigido por patógenos também foi descrito para uma série de patógenos bacterianos ostensivamente resistentes a macrólidos, como descrito a seguir. Em segundo lugar, foi relatado que os macrólidos possuem actividades anti-inflamatórias secundárias que visam as células do sistema imunitário inato e adaptativo, bem como as células estruturais.

O restante deste trabalho é dedicado à consideração das atividades antiinflamatórias dos macrólidos e sua relevância terapêutica.

2. Atividades Antiinflamatórias dos Macrólidos com Objetivo Patógeno

Antibióticos cooperam com as defesas do hospedeiro para erradicar os patógenos microbianos. Neste cenário, os patógenos expostos aos antibióticos são enfraquecidos, aumentando sua vulnerabilidade às defesas celulares e humorais do hospedeiro. Embora estas interações antibiótico/de defesa do hospedeiro sejam claramente benéficas, alguns antibióticos podem desencadear respostas inflamatórias exuberantes com conseqüências potencialmente prejudiciais para o hospedeiro infectado. Estas incluem antibióticos bactericidas alvo da parede celular, especialmente beta-lactams, bem como fluoroquinolonas, que iniciam a libertação de toxinas intracelulares pró-inflamatórias e componentes da parede celular de bactérias danificadas e desintegradoras. Exemplos disso são a toxina pneumocócica, pneumolysina, bem como lipopolissacarídeos derivados da parede celular e ácidos lipoteicos. Estes iniciam respostas inflamatórias exageradas por vários mecanismos, incluindo (i) interações com receptores tipo Toll- e oligomerização de nucleotídeos (NOD-) como receptores sobre/células imunes e inflamatórias, assim como células epiteliais; e (ii) ativação de cascatas complementares. As atividades prejudiciais e pró-inflamatórias dos beta-lactâmicos e das fluoroquinolonas foram demonstradas em vários estudos, quer medindo a liberação de toxinas intracelulares após a exposição de bactérias sensíveis a esses agentes antimicrobianos in vitro , quer em modelos animais de infecção experimental em que a sobrevivência está correlacionada com as potências antimicrobiana e pró-inflamatória dos antibióticos .

Em contraste com os beta-lactâmicos e as fluoroquinolonas, os antibióticos que inibem a síntese proteica bacteriana, particularmente os macrolídeos e os agentes macrolídeos, evitam a libertação de toxinas proinflamatórias proteicas das bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, assim como a produção de outros factores de virulência como as aderências bacterianas e o biofilme. Consequentemente, as acções patogénicas dos macrolídeos têm uma propensão muito menor para desencadear reacções inflamatórias nocivas do que no caso de agentes bactericidas abruptos, uma contenção que é apoiada por um conjunto considerável de provas experimentais. Isto inclui uma série de estudos in vitro que demonstraram os efeitos inibitórios dos macrólidos e agentes semelhantes aos macrólidos, muitas vezes em concentrações inibitórias subminimais (MICs), sobre a produção de toxinas bacterianas pró-inflamatórias/cytocidais como (i) pneumolysin por Streptococcus pneumoniae , (ii) leucocidina Panton-Valentine e α-haemolysin por Staphylococcus aureus , e (iii) toxinas semelhantes à shiga por estirpes enterohemorrágicas de Escherichia coli . Em contraste, a liberação exagerada dessas toxinas foi observada quando as bactérias foram expostas a beta-lactams ou fluoroquinolonas .

Estas descobertas foram confirmadas em modelos animais de infecção experimental. Spreer et al., em vários estudos utilizando um modelo de meningite experimental em coelhos, relataram que a administração do agente macrolídeo, clindamicina, assim como da rifampicina, mas não da beta-lactam, ceftriaxona, reduziu significativamente as concentrações de pneumolysina no líquido cefalorraquidiano. Isto foi associado a uma resposta inflamatória atenuada e a uma diminuição da lesão neuronal. Mais recentemente, outros investigaram os efeitos do tratamento com (i) ampicilina apenas, (ii) azitromicina ou clindamicina apenas, ou (iii) ampicilina em combinação com azitromicina ou clindamicina na sobrevivência usando um modelo murino de pneumonia pneumocócica secundária, associada à gripe. A menor taxa de sobrevida nos animais tratados com antibióticos foi observada em ratos tratados apenas com ampicilina, enquanto as maiores taxas foram observadas naqueles tratados com azitromicina ou clindamicina individualmente ou em combinação com ampicilina. Melhor sobrevivência nos grupos tratados com azitromicina/clindamicina foi associada a uma resposta inflamatória atenuada nas vias aéreas caracterizada por diminuições tanto no número de células inflamatórias como nas concentrações de citocinas pró-inflamatórias, bem como por alterações histopatológicas menos severas.

Além dos efeitos acima mencionados dos macrólidos sobre a atenuação de respostas potencialmente nocivas no estabelecimento de infecções bacterianas agudas causadas por patógenos sensíveis aos macrólidos, é notável que estes agentes também têm sido relatados para inibir a produção de toxinas pró-inflamatórias por patógenos ostensivamente resistentes aos macrólidos. Apesar dos efeitos inibidores dos macrolídeos sobre a produção de toxinas shiga pela E. coli anteriormente mencionada, estes agentes também têm sido relatados para inibir a produção de pneumolysin por estirpes resistentes a macrolídeos do pneumococo tanto in vitro como in vivo. Em um estudo anterior, Lagrou et al. relataram que a exposição de uma estirpe de Streptococcus pneumoniae, produtora de metila ribossômica, resistente aos macrólidos, a uma concentração sub-MIC de eritromicina impediu a aderência da bactéria às células epiteliais respiratórias nasais humanas. Embora o crescimento da bactéria não fosse afetado, a exposição à eritromicina atenuou quase completamente a produção de pneumolysina, que era a causa provável de interferência na aderência bacteriana . Estes achados foram confirmados em um estudo posterior no qual Fukuda et al. relataram que tanto a azitromicina quanto a claritromicina em concentrações de 1-4 μg/mL inibiram a produção de pneumolysina por ermB e mefE/A cepas coexpressoras e resistentes a macrólidos do pneumococo in vitro . A administração destes agentes a ratos (40-200 mg/kg) experimentalmente infectados com pneumococos resistentes a macrólidos resultou em sobrevida prolongada, que foi associada com a diminuição das concentrações de pneumolysina nas vias aéreas. Descobertas similares foram descritas por Anderson et al, que relataram que a exposição de uma estirpe ermB-expressora e resistente a macrólidos de S. pneumoniae a uma gama de macrolídeos e agentes semelhantes a macrólidos resultou numa atenuação significativa da produção de pneumolysina, enquanto amoxicilina, ceftriaxona, ciprofloxacina, doxiciclina e tobramicina foram ineficazes.

Mais recentemente, Cockeran et al. tentaram identificar a base molecular dos efeitos inibidores dos macrolídeos na produção de pneumolysin por estirpes resistentes a macrolídeos do pneumococo. Eles observaram que a exposição de 8 diferentes cepas ermB-expressoras, resistentes aos macrólidos (cada uma com um valor MIC de >256 μg/mL) à claritromicina resultou no prolongamento significativo da fase de atraso do crescimento bacteriano (4,9-12,2 horas em comparação com 1,2-4,9 horas para bactérias não expostas). Embora a rápida indução do gene ermB fosse evidente, de acordo com um aumento de 4 vezes no mRNA em 15 minutos após a exposição ao antibiótico, a síntese da metilase ribossômica é provavelmente prejudicada devido à ligação da claritromicina ao túnel de saída do peptídeo da grande subunidade ribossômica, bloqueando o alongamento da cadeia do peptídeo. A consequência é uma susceptibilidade transitória devido à aquisição lenta do fenótipo de resistência total.

Mecanismos adicionais que têm sido relatados para sustentar a eficácia dos macrolídeos em modelos murinos de infecção experimental incluem altos níveis de acúmulo intracelular destes agentes por fagócitos e células epiteliais, bem como suas propriedades antiinflamatórias secundárias benéficas descritas a seguir .

2,1. Macrolides e Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista persistente que coloniza as vias aéreas de indivíduos imunocomprometidos causando uma resposta inflamatória crônica e ineficaz. Isto, por sua vez, resulta em danos nos tecidos mediados pela inflamação e disfunção pulmonar e é particularmente grave em pacientes com fibrose cística. Embora os macrolídeos não afectem o crescimento da P. aeruginosa, são no entanto protectores, inibindo a produção de factores promotores de persistência e de virulência pró-inflamatória. Estes incluem (i) pili proadhesivo tipo IV, (ii) elastase pseudomonal danificadora dos tecidos, (iii) ramnolipídeo proinflamatório, e (iv) alginato e biofilme. O alginato é um exopolissacarídeo que funciona como uma cápsula anti-fagocítica, enquanto o biofilme é uma matriz polimérica extracelular auto-gerada, na qual o patógeno é isolado tanto contra os antibióticos como contra as defesas celulares e humorais do hospedeiro.

Estas actividades anti-infecciosas e anti-inflamatórias de P. aeruginosa, incluindo eritromicina, claritromicina e azitromicina, parecem ter como alvo a detecção de quorum em P. aeruginosa. A quorum sensing é um mecanismo de comunicação intercelular microbiana, utilizando moléculas de sinalização difusível conhecidas como autoindutores, que permitem às bactérias detectar e regular sua densidade populacional e upregular a virulência. As bactérias gram-negativas utilizam mais comumente os autoindutores da família tipo I conhecidos como N-acylated-L-homoserine lactones como seus principais mediadores da detecção do quorum . Tanto a azitromicina como a claritromicina têm sido relatadas como inibidoras da produção desta classe de autoindutores pela P. aeruginosa . É importante notar que estes efeitos foram evidentes nas concentrações sub-MIC de ambos os macrolídeos, que no caso da azitromicina foi de 2 μg/mL . No caso da formação do biofilme, a qualidade do biofilme, em oposição ao início da síntese, parecia ser prejudicada pelos macrolídeos, resultando na alteração da arquitetura, estrutura e densidade, favorecendo a penetração dos antibióticos. As atividades anti-inflamatórias dos macrolídeos dirigidas pelo patógeno estão resumidas na Tabela 1.

Como uma estratégia para combater a P. aeruginosa em particular, as atividades antimicrobianas/anti-inflamatórias dos macrolídeos acima mencionadas são de comprovado benefício na terapia a longo prazo da fibrose cística, bem como as outras desordens inflamatórias crônicas das vias aéreas descritas a seguir. No entanto, os benefícios da administração de macrólidos a longo prazo devem ser equilibrados com os riscos potenciais, que incluem o desenvolvimento de resistência aos macrólidos e, de especial preocupação, o aumento da susceptibilidade à infecção por micobactérias não tuberculosas como consequência da interferência com a acidificação lisossomal.

3. Efeitos dos Macrolides nos Mecanismos Imunitários Inatos e Adaptativos

Além da atividade antiinflamatória dirigida por patógenos, macrolides também têm sido relatados para inibir as atividades pró-inflamatórias das células dos sistemas imunológico inato e adaptativo.

3.1. Imunidade Inata

No cenário da imunidade inata, a atividade antiinflamatória predominante dos macrólidos parece ser alcançada através da modulação das atividades pró-inflamatórias dos neutrófilos, em particular, a inibição da produção do potente ativador de neutrófilos e quimioatrativo, IL-8 . O aumento da IL-8 na expectoração e no lavado broncoalveolar está associado à gravidade de doenças inflamatórias crônicas, como fibrose cística (FC) e panbronquiolite difusa (DPB) . Foi demonstrado que a azitromicina, eritromicina e claritromicina atenuam a produção e secreção de IL-8 por células musculares lisas das vias aéreas, macrófagos alveolares e fibroblastos gengivais humanos, bem como outras citocinas como (i) IL-1α e IL-2 por macrófagos murinos e esplenócitos, respectivamente; (ii) IL-1β, GM-CSF, TNF-α, e MCP-1 por macrófagos; e (iii) IL-1β, IL-6 e TNF-α por macrófagos do sangue periférico. Pensa-se que isto resulta da supressão da translocação nuclear de vários factores de transcrição pelos macrolídeos, especificamente o factor nuclear – (NF-) κB, activador-proteína – (AP-) 1, e especificidade da proteína 1 em vários tipos de células inflamatórias e estruturais. A inibição da sinalização intracelular através das vias de sinal extracelular cinase 1 e 2 (ERK 1/2) e p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) são pensadas para mediar a desregulação da NF-κ-B, AP-1, e da proteína de especificidade 1 em resposta à claritromicina . Além disso, foi demonstrado que a azitromicina atenua a indução mediada por LPS/IFN-γ da IL-12p40, provavelmente pela inibição da ligação da AP-1, fator nuclear das células T ativadas (NFAT) e proteína de ligação da seqüência de interferon (ICSBP) ao local de ligação do DNA do promotor da IL-12p40. Isto também pode ser um mecanismo importante para regular os efeitos anti-inflamatórios da azitromicina em macrófagos.

Interessantemente, a capacidade dos antibióticos macrolídeos para modular a expressão das citocinas pelos neutrófilos humanos e a sua capacidade para diminuir ou aumentar as citocinas depende da presença ou ausência de bactérias . Foi demonstrado que a claritromicina inibe a produção de IL-6 e de TNF-α pelos neutrófilos preparados com lipopolissacarídeo (LPS), ao mesmo tempo em que aumenta a sua expressão quando as bactérias estão presentes. Shinkai et al. relataram que a claritromicina inicialmente aumentou a secreção de IL-8 pelas células epiteliais brônquicas através da sinalização ERK, mas posteriormente inibiu a sinalização ERK levando à redução (normalização) da secreção da quimiocina. Sugere-se que a imunomodulação ocorra, em parte, por ciclos sequenciais de inibição e ativação da ERK 1/2. Esta modulação da ERK 1/2 e fatores de transcrição é consistente e não relacionada às propriedades antimicrobianas dos macrólidos.

Não obstante a interferência com a produção de IL-8 por monócitos/macrófagos e vários tipos de células estruturais, vários outros mecanismos têm sido descritos pelos quais os macrólidos inibem a migração dos neutrófilos. Estes incluem (i) diminuição da síntese e expressão das moléculas de adesão endotelial ICAM-1 e VCAM-1, possivelmente como consequência da diminuição da síntese de IL-1β e TNF-α por macrófagos de tecido e outros tipos celulares , (ii) interferência com a expressão de β2-integrins em neutrófilos ativados , (iii) diminuição da síntese de leucotrieno B4, um potente quimiotractor de neutrófilos, possivelmente como consequência secundária dos efeitos inibidores sobre as citocinas/chemoquinas, e (iv) interferência na síntese e libertação da matriz – metaloproteinases- (MMP-), 2, 7, e 9 de fibroblastos de pólipo nasal, bem como dos neutrófilos, através do antagonismo de activação da NF-κB e AP-1 . As MMPs facilitam a migração dos neutrófilos.

Além disso, os macrolídeos também podem interferir nos mecanismos de sinalização iniciados pela ativação de receptores tipo Toll-like (TLRs). Os TLRs desempenham um papel chave na defesa inata do hospedeiro contra patógenos virais e microbianos, promovendo a liberação das citocinas neutrofílicas, IL-8 e TNF-α, a partir de macrófagos de tecidos e células epiteliais em particular. O tratamento das células dendríticas derivadas de monócitos com eritromicina resultou na regulação de TLR2, regulação de TLR3 e nenhum efeito na expressão de TLR4 . No entanto, a claritromicina tem sido relatada para diminuir a expressão de TLR4 em monócitos infectados com Helicobacter pylori . Estes resultados indicam que os macrolídeos podem desregular seletivamente as respostas inflamatórias que resultam da interação de vírus e bactérias Gram-negativas com TLR3 e TLR4, respectivamente, mantendo a interação de bactérias Gram-positivas com TLR2 .

Outras interações anti-inflamatórias de macrolídeos com neutrófilos incluem interferência com a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) por estas células . Embora vários mecanismos possam existir, a atividade estabilizadora das membranas tem sido proposta para sustentar esses efeitos, neutralizando as ações sensibilizadoras dos fosfolipídios bioativos, como a lisofosfatidilcolina, o fator de ativação plaquetária (PAF) e a lisoPAF no complexo de neutrófilos associado à membrana e gerador de superóxido, a NADPH oxidase. Macrólidos também têm sido relatados para induzir fosfolipidose em células eucarióticas, cuja magnitude parece estar correlacionada com atividade anti-inflamatória . Macrólidos também têm sido relatados para suprimir a produção de outro tipo de ROS, o óxido nítrico, por macrófagos ativados, presumivelmente interferindo com a indução de óxido nítrico sintase induzível via antagonismo da NF-κB . As interações anti-inflamatórias dos macrolídeos com as células do sistema imunológico inato estão resumidas na Tabela 2.

Além dos seus efeitos sobre os neutrófilos e macrófagos, os macrólidos, como aludido anteriormente, também podem diminuir as actividades pró-inflamatórias das células estruturais, especialmente das células epiteliais. As células epiteliais das vias aéreas não só fornecem uma barreira mecânica aos microrganismos inalados, mas também estão envolvidas na matança direta de patógenos microbianos, bem como na ativação de outras células do sistema imunológico inato. As vias respiratórias superior e inferior são revestidas por um epitélio colunar ciliado altamente especializado que, juntamente com a camada mucosa que cobre estas células, constituem a escada rolante mucociliar que funciona para manter o trato respiratório inferior livre de patógenos. Os macrolídeos têm demonstrado estimular a frequência de batimentos ciliares e melhorar a depuração mucociliar . Além disso, a eritromicina, azitromicina, claritromicina e roxitromicina demonstraram inibir a quimiotaxia e a infiltração dos neutrófilos nas vias respiratórias e subsequentemente suprimir a síntese e a libertação de muco através da inibição da expressão do gene muc5ac . A claritromicina inibe a expressão do gene muc5ac, enquanto a azitromicina tem demonstrado inibir a produção de muc5ac de uma forma dependente de ERK 1/2 . Os macrolídeos também podem diminuir a produção de expectoração ao inibir a secreção de cloreto . Além destes efeitos anti-inflamatórios dos macrólidos sobre as células epiteliais, estes agentes também têm sido relatados para proteger o epitélio respiratório ciliado contra os efeitos prejudiciais dos fosfolípidos bioativos derivados de mangueiras .

3,2. Imunidade Adaptativa

Embora os linfócitos sejam essenciais para respostas imunes adaptativas a patógenos, eles também podem desempenhar um papel prejudicial em condições inflamatórias como auto-imunidade e asma brônquica. Vários estudos descreveram os efeitos anti-inflamatórios dos macrólidos sobre os linfócitos, particularmente os linfócitos T. Estes incluem a inibição da proliferação de (i) células T de Jurkat tratadas com eritromicina e seus derivados não-antibacterianos; (ii) células T CD4, quando células T tratadas com claritromicina e roxitromicina e células dendríticas não tratadas foram usadas como antígenos apresentando células; (iii) células mononucleares do sangue periférico tratadas com azitromicina, claritromicina e roxitromicina e ativadas com concanavalina-A ou toxina-1 da síndrome do choque tóxico; e (iv) células T de pacientes asmáticos brônquicos sensíveis aos ácaros tratados com roxitromicina e estimulados com antígeno dos ácaros. Em contraste, pacientes com fibrose cística que foram tratados com claritromicina (250 mg/dia) e seguidos durante um ano mostraram um aumento sustentado nas respostas proliferativas ex vivo dos linfócitos do sangue periférico ativados com o mitógeno da célula T, fitohemagglutinina , possivelmente refletindo efeitos inibidores transitórios dos macrólidos.

Os efeitos dos macrólidos na produção de citocinas pelos linfócitos T também têm sido descritos em vários estudos. Em seu estudo, Pukhalsky et al. relataram reversão da razão sérica IFN-γ/IL-4 em pacientes com fibrose cística tratados com claritromicina, compatível com uma elevação potencialmente benéfica na razão Th1/Th2 . Outros também relataram que a roxitromicina e a claritromicina aumentaram a razão Th1/Th2 diminuindo a produção de IL-4 e IL-5, sem afetar os níveis de IL-2 e IFN-γ em vários sistemas experimentais, incluindo (i) células T isoladas do sangue de indivíduos saudáveis e alérgicos à rinite , (ii) respostas dos linfócitos do sangue periférico de asmáticos brônquicos sensíveis aos ácaros, induzidas pelo antígeno dos ácaros, e (iii) leucócitos mononucleares, isolados do sangue de doadores saudáveis e estimulados com forbol 12-miristato 13-acetate (PMA) e ionomicina . Em contraste com esses achados, Park et al. relataram que pacientes com panbronquiolite difusa, recebendo tratamento a longo prazo com eritromicina, mostraram diminuição dos níveis de IL-2 e IFN-γ, no estabelecimento de níveis aumentados de IL-4, IL-5 e IL-13 no líquido de lavagem broncoalveolar, sugerindo uma mudança da produção de citocinas Th1 para Th2 após o tratamento com o macrólido . A inibição da produção de citocinas por linfócitos T por macrólidos também foi demonstrada em vários outros estudos .

A quimiotaxia de células T e a apoptose também são afetadas pelo tratamento com macrólidos. Th1, Th2, mas não células reguladoras T, tratadas com roxitromicina, desencadearam respostas quimiotáxicas reduzidas às quimiocinas IP10 (IFN-γ-inducible protein 10) e TARC (timo e quimiocina regulada por ativação). Além disso, eritromicina, claritromicina, azitromicina e josamicina têm sido relatados para induzir apoptose em linfócitos, reduzindo potencialmente o número de linfócitos nos pulmões de pacientes com doenças respiratórias crônicas .

Aparte dos efeitos sobre as células T, os macrólidos também parecem afetar os linfócitos B, especificamente a expressão de moléculas co-estimuladoras. Asano et al. relataram que o tratamento dos linfócitos B isolados de baços de camundongos BALB/c com roxitromicina (5.0 μg/mL) resultou na supressão significativa da expressão das moléculas co-estimulatórias, CD40, CD80 e CD86, induzida pela estimulação antigênica in vitro . As interações anti-inflamatórias dos macrolídeos com as células do sistema imunológico adaptativo são mostradas na Tabela 3.

De uma perspectiva mecanicista, estas actividades imunomoduladoras dos macrólidos parecem ser polimodais. No entanto, o peso da evidência favorece a inibição do sinal extracelular regulado cinase 1/2 (ERK 1/2) fosforilação e ativação de NF-κB como sendo os mecanismos predominantes .

4. Immunolides

A eficácia clínica dos macrolídeos na terapia de doenças inflamatórias crônicas aparentemente não-microbianas das vias aéreas desencadeou o projeto e desenvolvimento de uma nova classe de macrolídeos, conhecidos como imunólidos, que são atenuados com relação à atividade antimicrobiana no estabelecimento de retenção de propriedades anti-inflamatórias . Estes incluem (i) 9- (S)-dihidroerythromycin derivatives que demonstraram possuir impressionante atividade anti-inflamatória em um modelo murino de edema de orelha induzido por ésteres de forbol, e (ii) mais recentemente, a série EM900 de novos macrólidos não antibióticos derivados da eritromicina A, com 12 membros. Descobriu-se que o EM900 promove a diferenciação entre monócitos e macrófagos, enquanto suprime a ativação dos genes NF-κB e IL-1β, IL-8 e TNF-α em uma linha de células epiteliais das vias aéreas humanas (A549) ativadas com IL-1β, assim como a expressão do gene mucina (muc5ac) pelas células HM3-muc5ac . Embora promissor, o desenvolvimento de imunólidos permanece nos estágios pré-clínicos. No entanto, é nossa crença que é a combinação de propriedades antimicrobianas e imunomoduladoras, como descrito anteriormente, que mais provavelmente conferirá atividade antiinflamatória ótima ao grupo de antibióticos macrolídeos/azalide/ketolide.

5. Condições clínicas para as quais os macrolídeos são usados principalmente pelas suas propriedades anti-inflamatórias e imunomoduladoras

Muitas das condições médicas para as quais os macrolídeos são usados principalmente pelas suas propriedades alternativas, em vez da sua atividade antimicrobiana, são desordens crônicas das vias aéreas, tanto do trato respiratório superior quanto inferior, nas quais a inflamação desempenha um papel patogênico importante. Enquanto em algumas dessas doenças, como DPB e FC, a evidência para o uso de macrólidos é bem aceita, de modo que esses agentes foram incluídos internacionalmente como parte do padrão de tratamento, em outras condições, entretanto, a evidência é um pouco menos bem estabelecida, e aqui esses agentes são usados muito mais seletivamente, e particularmente em casos que não estão respondendo adequadamente a uma terapia mais padronizada. Os mecanismos alternativos pelos quais os macrolídeos parecem ter benefícios estão principalmente relacionados aos efeitos citoprotetores desses agentes sobre o epitélio humano-ciliado, sua atividade anti-inflamatória, imunomoduladora e inibitória contra os mecanismos de detecção do quorum de vários patógenos importantes do trato respiratório, como mencionado anteriormente. A Tabela 4 indica algumas das condições mais comuns para as quais o uso de macrolídeos tem sido considerado. A seguir estão resumidos brevemente as evidências dos possíveis benefícios e/ou papéis dos macrolídeos em várias condições médicas, com base em uma visão geral dos estudos e revisões científicas apropriadas.

5.1. Panbronquiolite difusa (DPB)

DPB é uma desordem inflamatória crônica das vias aéreas que ocorre em muitos grupos populacionais, mas sendo mais comum entre indivíduos de origem japonesa . A apresentação principal é com tosse, produção de expectoração e falta de ar progressiva, e os pacientes são muito frequentemente colonizados com isolados pseudomonais. Sem qualquer tratamento, o resultado da DPB é desanimador. A macrólise crônica de baixa dose é o tratamento de escolha e tem tido um grande impacto positivo sobre a história natural desta condição .

5,2. Fibrose Cística (FC)

CF é um distúrbio hereditário autossômico recessivo que ocorre predominantemente em populações caucasianas em que anormalidades no transporte de íons de células epiteliais ocorrem como consequência de defeitos no regulador transmembrana da FC, resultando em aumento da viscosidade da expectoração, estase de secreções, infecção e inflamação das vias aéreas, e bronquiectasia progressiva. Uma miríade de estudos tem sido conduzida nos últimos 10 anos avaliando o possível papel da terapia com macrólidos a longo prazo nesta condição. Ao avaliá-los como um todo, há evidências claras de que o tratamento com macrólidos a longo prazo tem benefícios em relação aos pontos finais clinicamente relevantes em pacientes com FC e tratamento com macrólidos, que se destacam nas diretrizes para o seu manejo, particularmente nos casos infectados com Pseudomonas aeruginosa que têm associada a deterioração da função pulmonar. É interessante notar que os mecanismos de acção dos macrólidos nesses pacientes com FC parecem estar relacionados não só com as suas actividades antineutróficas, anti-inflamatórias, mas também com os seus efeitos prejudiciais para a biologia da P. aeruginosa, que têm sido bem caracterizados .

5,3. Bronquiectasia não-CF

Bronquiectasia é uma condição que ocorre mais comumente como consequência de infecção crônica das vias aéreas e inflamação. Nesta desordem, a obstrução das vias aéreas associada principalmente à infecção bacteriana, e a inflamação associada das vias aéreas, leva a um “círculo vicioso” de infecção crônica e inflamação com danos progressivos ao epitélio ciliado que reveste as vias aéreas e, posteriormente, suas estruturas subjacentes. A condição está associada não só à doença das vias aéreas pontuada por exacerbações infecciosas agudas recorrentes, mas também à debilidade sistémica crónica que leva a uma morbilidade considerável e mesmo a uma mortalidade. Uma vez que a inflamação crônica das vias aéreas é central para a sua patogênese e poucas outras terapias têm demonstrado alterar o curso natural da condição, não é surpreendente que terapias anti-inflamatórias de todos os tipos tenham sido experimentadas nesta condição, das quais os macrolídeos parecem ser as mais promissoras. O interesse no uso de macrólidos para a bronquiectasia não-CF foi desenvolvido após o seu uso bem sucedido em pacientes com FC. Os efeitos benéficos do uso de macrolídeos a longo prazo para a bronquiectasia não-CF foram encontrados em pequenos ensaios clínicos. Na maioria desses estudos houve clara evidência de uma diminuição no volume da expectoração e, em alguns, uma diminuição na frequência de exacerbação. Além disso, em um pequeno número em que isso foi testado, houve uma melhora nos parâmetros de função pulmonar ou uma diminuição na hiper-reatividade das vias aéreas. A recomendação comum para esta condição é tentar terapia com macrólidos em casos selecionados por 3-6 meses e interromper o tratamento se não houver evidência clara de benefício para o paciente em termos de melhora na qualidade de vida ou redução na frequência de exacerbação.

5.4. Bronquiolite Obliterante (BOs)

BO é uma das manifestações de rejeição crônica após transplante de pulmão ou medula óssea e é uma das principais causas de sobrevivência limitada e morte em receptores de transplante pulmonar. Embora a patogênese exata ainda não tenha sido desvendada, parece resultar como consequência de repetidos insultos às vias aéreas. Mais recentemente tem havido um interesse considerável no uso de macrolídeos para esta grave condição, para a qual outras terapias têm sido bastante decepcionantes ou estão associadas a efeitos colaterais consideráveis. Foram realizados estudos para investigar não só os efeitos dos macrolídeos como terapia para esta condição, mas também, mais recentemente, a sua prevenção. Ao revisar os vários estudos terapêuticos, tem sido dito que existem diferenças no espectro clínico e na resposta dos macrólidos em pacientes com BO e que os casos associados a uma patogênese predominantemente neutrófila são responsivos aos macrólidos, enquanto aqueles associados a uma resposta predominantemente fibroproliferativa (chamada de BO tradicional) não são.

5,5. Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC)

Em definições mais recentes de DPOC, o devido reconhecimento é dado ao fato de que nesta condição há um processo inflamatório anormal nas vias aéreas, o qual, embora inicialmente esteja mais comumente associado ao fumo de cigarro, em algum estágio torna-se auto-perpetuante e contribui para a deterioração progressiva que pode ser observada em pacientes com DPOC, mesmo naqueles que pararam de fumar. Embora os macrolídeos possam ser utilizados para o manejo antibiótico de exacerbações agudas da DPOC, também têm sido realizados estudos nos quais esses agentes são utilizados para suas atividades anti-inflamatórias, imunomoduladoras e seus efeitos sobre a secreção mucosa. Na maioria destes estudos observou-se uma redução na produção de expectoração, bem como uma melhoria na qualidade da expectoração, enquanto que em alguns deles se observou uma melhoria na qualidade de vida, vários pontos finais clínicos e, ocasionalmente, parâmetros de função pulmonar. Importante, alguns estudos têm sugerido que a macrólise pode alterar o curso da DPOC, reduzindo tanto o número quanto a duração das exacerbações agudas .

5,6. Asma

Foi reconhecido por vários anos que a asma é uma desordem inflamatória crônica das vias aéreas, sendo a inflamação mediada por uma variedade de células e mediadores responsáveis pelas manifestações, incluindo os sintomas, as anormalidades da função pulmonar e a hiper-responsividade das vias aéreas. A terapia é, portanto, principalmente com agentes anti-inflamatórios, particularmente corticosteróides inalados, mas vários outros medicamentos usados no tratamento da asma também foram reconhecidos como tendo atividade anti-inflamatória. Embora grande parte da inflamação das vias aéreas possa ser causada por respostas alérgicas/atópicas, também tem sido sugerido que a infecção crônica do trato respiratório inferior com Mycoplasma pneumoniae e Chlamydia pneumoniae, ambos microorganismos que respondem à terapia com macrólidos, pode iniciar inflamação das vias aéreas e asma e, portanto, é potencialmente passível de terapia com macrólidos. Todas estas considerações fornecem a fundamentação para o uso de macrólidos na asma, na esperança de conseguir um controlo mais eficaz da asma. Embora vários estudos tenham sido realizados nos últimos anos usando diferentes macrólidos, com alguns mostrando benefícios modestos, os dados gerais sugerem que não há papel da terapia com macrólidos a longo prazo na asma, embora tal tratamento possa ser benéfico em alguns subgrupos de pacientes, como os descritos anteriormente .

5,7. Pneumonia

A terapia antibiótica em pacientes com pneumonia é de curta duração, visando tratar a infecção e erradicar o microorganismo. Entretanto, ainda há um considerável debate em curso sobre qual regime antibiótico constitui terapia ótima em casos hospitalizados com pneumonia adquirida na comunidade (PAC), incluindo aqueles que necessitam de internação em unidade de terapia intensiva (UTI). Uma miríade de estudos em pacientes com PAC mais severamente mal hospitalizados tem sugerido que o resultado é melhorado com o uso de antibioticoterapia combinada, mais comumente com a adição de um macrólido à terapia padrão de beta-lactam. Este entendimento precisa ser contrabalançado por estudos adicionais que sugerem que o resultado é semelhante quando se compara a monoterapia com a combinação beta-lactam/macrolide em pacientes não criticamente mal-hospitalizados . Assim, para casos não internados na UTI, a maioria das diretrizes recomenda qualquer uma das opções, enquanto que em pacientes internados em UTI, a terapia combinada é sempre recomendada, independentemente de qual desses agentes seja utilizado. Curiosamente, em um estudo em pacientes entubados na UTI, o resultado foi melhor com o uso do macrolídeo do que com a combinação de fluoroquinolona . A razão pela qual a terapia combinada com macrólidos está associada a um melhor resultado em pacientes com PAC é incerta e pode ser multifatorial; entretanto, muitos acreditam que ela pode estar relacionada aos efeitos imunomoduladores anti-inflamatórios destes agentes . Dois estudos recentes parecem apoiar esta contenção. No primeiro estudo, o uso de macrólidos foi associado à diminuição da mortalidade em pacientes com PAC e sepse grave, mesmo quando a infecção era devida a patógenos resistentes aos macrólidos. Além disso, um ensaio clínico controlado por placebo, randomizado, realizado para investigar se pacientes com sepse e pneumonia associada à ventilação mecânica (PAV), predominantemente devido a patógenos Gram-negativos, tiveram melhor resultado quando um macrolídeo foi adicionado à terapia antibiótica padrão, demonstrou que a claritromicina acelerou a resolução da PAV e o desmame da ventilação mecânica e retardou a morte naqueles que acabaram morrendo de sepse. Além disso, em uma revisão muito recente da literatura, Kovaleva, et al. concluíram que os macrólidos parecem atenuar a resposta inflamatória durante a PAC . Em apoio a esta contenção, Walkey e Weiner relataram, também muito recentemente, que pacientes com lesão pulmonar aguda (LPA), predominantemente associada à pneumonia, que foram tratados com macrólidos, tiveram uma mortalidade significativamente menor em 180 dias e um tempo mais curto para a descontinuação bem sucedida da ventilação mecânica em relação aos pacientes tratados com fluoroquinolonas ou cefalosporinas.

5.8. Distúrbios do Trato Respiratório Superior

Também foi realizado um número de estudos investigando o uso de macrolídeos em condições das vias aéreas superiores, como rinossinusite crônica, e parecem mostrar promessa . Tais estudos sofrem claramente das questões metodológicas discutidas a seguir e precisam ser repetidos de forma apropriada antes que se possam tirar conclusões sobre o valor dos macrólidos e sua utilização em doenças das vias aéreas superiores, embora as recomendações para o uso de macrólidos apareçam em muitas das diretrizes internacionais sobre o manejo da rinossinusite, em certas circunstâncias. Como em muitas das condições já discutidas, pensa-se que estes benefícios potenciais estão relacionados com a actividade anti-inflamatória, imunomoduladora dos macrólidos e os seus efeitos na virulência e danos nos tecidos causados pelas bactérias colonizadoras crónicas.

6. Conclusões

Os vários estudos mostram claramente que os macrólidos têm um papel claro em condições como a DPB e a FC, e possivelmente efeitos benéficos adicionais na morbidade, e possivelmente até na mortalidade, em vários outros distúrbios das vias aéreas. Além disso, estudos adicionais também revelaram potenciais efeitos benéficos em vários distúrbios não relacionados às vias aéreas. Muitos desses estudos sofrem com o fato de serem limitados em termos de tamanho, número de pacientes e duração do tratamento e acompanhamento. Portanto, é claro que em muitas dessas condições são necessários mais estudos para esclarecer questões como em que pacientes esses agentes devem ser usados, quais são os melhores medicamentos macrolídeos, quais são os horários de dosagem apropriados, por quanto tempo o tratamento deve ser continuado e quais são os efeitos colaterais a longo prazo?