O Que É Encefalina? Opioides Endógenos, Dor e Sistema de Recompensa

A Descoberta dos Opioides Endógenos e Estrutura das Encefalinas

Contexto histórico — a busca pelo receptor de morfina

• 1973: Pert, Snyder e Terenius identificam independentemente receptores opioides no SNC (sítios de ligação da morfina/naloxona no cérebro) → questão: por que o cérebro tem receptores para alcaloides de papoula?
• Hipótese: existe um ligante endógeno do receptor opioide no cérebro

Descoberta das encefalinas — 1975

• John Hughes e Hans Kosterlitz, Aberdeen (1975, Nature): isolamento de dois pentapeptídeos de extratos cerebrais de porco que competiam com morfina pelo receptor opioide:

- Met-encefalina: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met (YGGFM) - Leu-encefalina: Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu (YGGFL)

• Nome: 'enkephalin' de 'encephalon' (cérebro/encéfalo) — opioides do cérebro
• Prêmio Nobel 1977: Guillemin e Schally compartilham Nobel (com Yalow) por trabalho em neuropeptídeos (não diretamente encefalinas, mas conexo); Hughes e Kosterlitz não receberam Nobel controversamente

Família de opioides endógenos — comparação

Gene PENK e pré-pro-encefalina

• Gene: PENK (proenkephalin), cromossomo 8q23.3 em humanos
• Pré-pro-encefalina A (267aa): contém 6× Met-encefalina + 1× Leu-encefalina e sequências de peptídeos mais longos (heptapeptídeo, octapeptídeo Met-encefalina)
• Processamento: PC1/3 e PC2 + carboxipeptidase E → encefalinas maduras
• Outros produtos de PENK: Met-enk-Arg-Phe (heptapeptídeo), Met-enk-Arg-Gly-Leu (octapeptídeo) — potência e meia-vida maiores

Estrutura e farmacocinética

• Sequência mínima ativa: Tyr-Gly-Gly-Phe (4aa N-terminal); Met/Leu C-terminal define preferência receptora
• Meia-vida: extremamente curta (< 1 min in vivo) — degradadas por:

- Encefalinase (NEP, neprilisina, zinc metallopeptidase): cliva Gly³-Phe⁴ - Aminopeptidase N (APN, CD13): cliva Tyr¹-Gly² - DPP-4: menor papel

• Inibição de encefalinase → ↑meia-vida de encefalinas endógenas → ↑analgesia e outros efeitos

Receptores Opioides e Farmacologia das Encefalinas

Os quatro receptores opioides

• MOR (μ-opioide receptor, OPRM1): morfina, β-endorfina, endomorfinas

- Analgesia potente (supraspinal + espinal), euforia, depressão respiratória, constipação, tolerância - Alvo da morfina, codeinq, fentanila, oxicodona, metadona

• DOR (δ-opioide receptor, OPRD1): encefalinas >>> outros opioides endógenos

- Analgesia espinal e supraspinal (menos que MOR) - Modulação do humor (antidepressivo? em modelos) - ↓Convulsões - Menos depressão respiratória que MOR - Potencial cardioproteTor (pré-condicionamento isquêmico via DOR)

• KOR (κ-opioide receptor, OPRK1): dinorfina A >> outros

- Analgesia espinal - Disforia, sedação, alucinações (efeito indesejável) — por isso KOR agonistas têm uso limitado - ↑KOR: contribui para depressão e PTSD (dinorfina em sistema de estresse)

• NOP/ORL1 (nociceptin receptor, OPRL1): nociceptina/OFQ

- Anti-opioide no SNC: nociceptina pode antagonizar analgesia de MOR - Efeitos ansiolíticos, regulação da tolerância a opioides

Encefalinas e receptores DOR

• Encefalinas preferem DOR (10-100× maior afinidade que para MOR)
• DOR no corno dorsal espinal: encefalinas → ↓liberação de SP (substância P) e glutamato das fibras C → ↓transmissão nociceptiva
• DOR no sistema límbico: encefalinas → ↑humor, ↓ansiedade, ↑recompensa
• DOR no trato GI: encefalinas → ↓motilidade, ↓secreção (via DOR entérico)

Neurônios encefalinérgicos

• Substância cinzenta periaquedutal (PAG): neurônios encefalinérgicos → DOR/MOR pré-sinápticos em fibras descendentes
• Corno dorsal espinal: interneurônios encefalinérgicos na lâmina II (substância gelatinosa) → DOR/MOR em fibras aferentes primárias e neurônios de 2ª ordem
• Striatum e nucleus accumbens: encefalinas como moduladores dos circuitos dopaminérgicos
• Bulbo e pons: encefalinas nos circuitos de controle da dor descendente

Via descendente opioide-encefalinérgica

• Controle da dor descendente:

- PAG → neurônios encefalinérgicos no bulbo rostroventromedial (RVM) - RVM → fibras inibitórias para corno dorsal → ↓sinal de dor - Analgesia por estresse, acupuntura, placebos: mediada parcialmente por encefalinas endógenas

Inibidores de Encefalinase e Aplicações Clínicas

Estratégia de ampliação de encefalinas endógenas

• Problema direto: encefalinas exógenas — meia-vida < 1 min → impraticável
• Solução: inibir as enzimas que degradam encefalinas endógenas → ↑encefalinas no sítio de ação

- Sem os efeitos sistêmicos dos opioides exógenos (morfina, fentanila) - Analgesia mais fisiológica e localizada

Thiorphan e racecadotril (inibidor de encefalinase)

• Thiorphan: primeiro inibidor de encefalinase/neprilisina desenvolvido (Roques, 1980)
• Racecadotril (acetorphan; pró-fármaco de thiorphan): aprovado como antidiarreico

- Mecanismo: encefalinase (NEP) no intestino cliva encefalinas entéricas → inibição da NEP → ↑encefalinas locais → DOR no enterócito → ↓secreção de Cl⁻ via ↓adenilil ciclase → ↓diarreia secretora - Racecadotril oral → não absorvido sistemicamente → ação exclusivamente intestinal - FDA aprovado nos EUA para diarreia em crianças (2012; Hidrasec/Tiorfan) - ↑Fisiológico: racecadotril NÃO causa constipação (ao contrário de loperamida que age em MOR) — mecanismo diferente - Diarreia secretora (gastroenterite): reduz frequência e volume de fezes + sem constipação rebote

Inibidores duais NEP/ACE — sacubitril

• Sacubitril (valsartana + sacubitril = Entresto): sacubitril inibe NEP (encefalinase) como efeito indireto

- NEP degrada: BNP, ANP, bradicinina, adrenomedulina, angiotensina 1-7 → sacubitril ↑todos - Mas: NEP também degrada encefalinas → sacubitril ↑encefalinas endógenas? — implicação potencial - ↑Encefalinas cerebrais com sacubitril? → efeitos no SNC? — hipótese não totalmente explorada

RB101 (inibidor dual NEP + APN)

• RB101: inibidor concomitante de NEP e APN (aminopeptidase N) → bloqueia ambas enzimas degradadoras
• Efeitos em roedores: analgesia potente, ↓ansiedade, efeitos antidepressivos
• Fase pré-clínica avançada; sem aprovação clínica
• Potencial: analgesia sem dependência? DOR agonismo tem menor potencial de abuso que MOR?

DOR agonistas seletivos como analgesic

• SB-235863, JNJ-20788560, ARM390: DOR agonistas seletivos em pesquisa

- Analgesia sem depressão respiratória? Potencial de abuso menor? - Problema: DOR agonistas potentes → convulsões em roedores (descoberta em fase pré-clínica) - Solução: agonistas parciais de DOR ou biased agonists (via β-arrestina)

• Nenhum DOR agonista aprovado clinicamente até o momento

Encefalinas no Trato GI, Imunidade e Perspectivas

Encefalinas no trato gastrointestinal

• Interneurônios encefalinérgicos do plexo entérico: modulam secreção e motilidade intestinal
• DOR no trato GI:

- Enterócitos: DOR → ↓cAMP → ↓secreção de Cl⁻ → ↓diarreia secretora (base do racecadotril) - Músculo circular do intestino: DOR → ↓motilidade (↓diarreia mas menos constipação que MOR) - Plexo submucoso (Meissner): DOR → ↓reflexos secretores

• SII (Síndrome do Intestino Irritável): desregulação do sistema encefalinérgico entérico?

- NEP reduzida em SII-diarreia? → ↑encefalinas mas paradoxalmente ↑diarreia? - Disfunção da barreira: ↓encefalinas locais → ↑permeabilidade?

Encefalinas e sistema imune

• Receptores opioides em células imunes: DOR, MOR, KOR em linfócitos T, NK, macrófagos
• Encefalinas endógenas:

- ↓Resposta inflamatória de macrófagos (via DOR → ↓NF-κB) - Imunomodulação: encefalinas equilibram resposta imune

• Infecção e estresse: liberação de encefalinas e β-endorfinas → modula resposta inflamatória
• Encefalina e HIV: DOR no CCR5? — encefalinas podem influenciar tropismo do HIV?

Encefalinas e sistema de recompensa

• Striatum e NAcc: neurônios encefalinérgicos são GABA-érgicos que expressam PENK

- PENK/encefalinas na via indireta do striatum: encefalinas → DOR em terminais dopaminérgicos do VTA → modula ↑dopamina

• Recompensa e adição: encefalinas modulam a resposta à dopamina

- Adição a opioides: ↓encefalinas endógenas após uso crônico → contribui para síndrome de abstinência - Adição ao álcool: etanol → ↑liberação de encefalinas → ↑DOR/MOR ativação → recompensa

Encefalinas e humor/depressão

• DOR no sistema límbico (amígdala, hipocampo): encefalinas → efeitos ansiolíticos e antidepressivos em modelos
• Depressão: ↓encefalinas no sistema límbico? — hipótese da deficiência encefalinérgica
• DOR knockout: ↑ansiedade e ↑comportamentos depressivos em camundongos
• Fluoxetina (ISRS): ↑encefalinas em alguns estudos (mecanismo adicional dos ISRSs?)

Perspectivas futuras

• Inibidores de NEP/APN de 2ª geração: analgesia mais potente com perfil de segurança melhorado
• DOR agonistas biased: agonismo via G-protein (analgesia) sem β-arrestina (convulsões) — conceito de biased agonism
• Encefalinas como biomarcadores: PENK (proencefalina) plasmática: biomarcador de função renal (PENK correlaciona com TFG) + biomarcador de IC

- PENK > MR-proANP para mortalidade na sepse em alguns estudos

• Gene PENK e adicões: SNPs em PENK associados a susceptibilidade a adição a álcool e opioides

Para entender o universo mais amplo dos peptídeos endógenos, visite o Hub de Ciência e Conceitos. Leia também O Que São Peptídeos Bioativos, O Que São Peptídeos e o Guia Completo sobre Peptídeos para uma visão ampla do campo.