Peptídeos e Imunidade Inata: TLRs, NLRs, Inflamassoma NLRP3, IL-1β/IL-18 e Terapias Anti-Inflamatórias

Imunidade Inata — Visão Geral

Imunidade inata (sistema não-específico; resposta imediata [minutos-horas]; células: neutrófilos, macrófagos, células dendríticas, NK cells, mastócitos, basófilos, eosinófilos, células ILC):

Princípio central: reconhecimento de PAMPs (Pathogen Associated Molecular Patterns — padrões evolutivamente conservados em microrganismos; ex: LPS, flagelina, peptidoglicano, dsRNA viral, CpG DNA) por PRRs (Pattern Recognition Receptors) do hospedeiro → ativação rápida sem memória prévia

Classes de PRRs:

1. TLRs (Toll-Like Receptors; transmembrana; 10 em humanos; membrana plasmática [TLR1/2/4/5/6] ou endossomal [TLR3/7/8/9])
2. NLRs (NOD-Like Receptors; citossólico; >20 membros; NOD1, NOD2, NLRP1, NLRP3, NLRC4, NAIP)
3. RLRs (RIG-I-Like Receptors; citossólico; RIG-I, MDA5, LGP2; sensores de RNA viral)
4. cGAS-STING (cyclic GMP-AMP Synthase + Stimulator of Interferon Genes; detecta DNA citossólico)
5. CLRs (C-type Lectin Receptors; Dectin-1/2; manose receptor; detecta fungos)

DAMPs (Damage-Associated Molecular Patterns; sinais de perigo endógenos liberados por células danificadas):

• HMGB1 (High Mobility Group Box 1; núcleo → extracelular em necrose): liga RAGE + TLR4
• ATP extracelular (normalmente intracelular; sinal de necrose): liga P2X7 → K⁺ efflux → NLRP3 ativação
• Cristais de ácido úrico (MSU — monosodium urate): liga NLRP3 → gota
• Cristais de colesterol (LDL oxidada nas placas ateroscleróticas): NLRP3 → inflamação arterial

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TLRs — Receptores Toll-Like

TLR4 — O Sensor de LPS

TLR4 (tipo I transmembrana; extracelular LRR [Leucine Rich Repeats] + intracelular TIR domain; co-receptor MD-2 + CD14; detecta LPS de Gram-negativos + HSP60 + FN extra domain A + paclitaxel [no camundongo]):

• LPS (lipopolissacarídeo; também chamado endotoxina; âncora lipídeo A + núcleo oligo + O-antigen): componente de parede de bactérias Gram-negativas
• Cascata TLR4: LPS → LBP (LPS-Binding Protein no plasma) → CD14 (GPI-anchored ou solúvel) → entrega ao complexo TLR4/MD-2 → homodimerização → recrutamento de adaptadores:

- Via MyD88 (myeloid differentiation factor 88): IRAK4 → IRAK1 → TRAF6 → TAK1 → IKK → NF-κB + MAPK (AP-1, p38) → TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12 (inflamação) - Via TRIF (TIR-domain-containing adapter protein inducing IFN-β): TRAM → TRIF → TBK1 → IRF3 → IFN-β (tipo I interferons)

Sepse e TLR4: resposta excessiva ao LPS → tempestade de citocinas → choque séptico → SIRS; mortalidade em UTI. Bloqueio de TLR4 (eritoran; antagonista de lipídeo A): falhou em trials de sepse (EVALUATE trial N=891) — complexidade da sepse vai além do TLR4

TLR3 — Sensor de dsRNA Viral

TLR3 (endossomal; detecta dsRNA de replicação viral + poly I:C [análogo sintético]):

• Sinalização exclusivamente via TRIF (sem MyD88): IRF3 fosforilada → IFN-β + IFN-α → resposta antiviral
• Ativa *cross-presentation* em DCs → resposta CD8+ T contra vírus
• Poli I:C (agonista TLR3): adjuvante experimental em vacinas + ensaios oncológicos (ativa DCs para apresentação de antígenos tumorais)

TLR9 — Sensor de CpG DNA

TLR9 (endossomal; detecta CpG DNA não-metilado [TCGTCGTTTT = ODN2006; mais frequente em bactérias]; sinalização via MyD88 → NF-κB + IRF7 → IL-12 + IFN-α):

• CpG oligonucleotídeos terapêuticos (TLR9 agonistas como adjuvantes):

- SD-101 (Dynavax; intratumoral): ensaios de imunoterapia oncológica - HEPLISAV-B (Dynavax; hepatite B vacina; CpG adjuvante + HBsAg): maior soroconversão em 2 doses vs 3 doses Recombivax; FDA 2017

• Sequência CpG metilada (como no genoma humano) = silenciosa → TLR9 não ativa → autoimmune prevenção

NLRs — Receptores NOD

NOD1 e NOD2 — Sensores de Peptidoglicano

NOD1 (CARD4; detecta DAP [D-glutamyl-meso-diaminopimelic acid]; fragmento de peptidoglicano de Gram-negativos + alguns Gram-positivos): NOD2 (CARD15; detecta MDP [muramyl dipeptide = MurNAc-L-Ala-D-isoGln]; mínimo fragmento de peptidoglicano ativo em Gram+ e Gram-):

Estrutura dos NODs: LRR (leucine-rich repeat; sensor de ligante) + NBD (Nucleotide Binding Domain; oligomerização) + CARD (Caspase Activation and Recruitment Domain; efetora):

• Ligação de ligante → oligomerização via NBD → CARD–CARD interação com RIPK2 (Receptor-Interacting Protein Kinase 2) → TRAF2/5/6 → NF-κB + MAPK → citocinas pró-inflamatórias

NOD2 e Doença de Crohn: mutações LOF de NOD2 (R702W, G908R, 3020insC) em ~20-30% dos pacientes com Crohn de íleo terminal → deficiência em reconhecer MDP → resposta inadequada a microbiota intestinal (teoria: NOD2 normalmente calibra resposta basal ao microbioma) → disbiose + inflamação crônica

Inflamassoma NLRP3 — Caspase-1 e Piroptose

NLRP3 — Estrutura e Ativação

NLRP3 inflamassoma (NALP3; Cryopyrin; o inflamassoma mais estudado; responsável por IL-1β + IL-18 em contextos variados):

Estrutura:

• NLRP3 (sensor; PYD + NBD + LRR; espira de oligomerização)
• ASC (Apoptosis-associated Speck-like protein Containing CARD; adaptador; PYD-CARD bridge)
• Caspase-1 (pró-enzima; CARD-CARD com ASC)

Sinal 1 (Priming): NF-κB (via TLR/NOD/citocinas) → ↑transcrição de NLRP3 + pro-IL-1β + pro-IL-18 (NLRP3 tem NF-κB binding sites no promotor)

Sinal 2 (Ativação) — múltiplos gatilhos convergem em mecanismos comuns:

• K⁺ efflux (principal mecanismo comum): ATP extracelular (P2X7) + nigericina + cristais → K⁺ sai da célula → NLRP3 ativado (K⁺ baixo intracelular = sinal canônico)
• Lysosomal ruptura (cristais de colesterol, MSU, asbestos, sílica → lisossomo → liberação de catepsinas → NLRP3)
• ROS mitocondriais (mtROS → NLRP3); cardiolipina mitocondrial
• Distúrbio de Ca²⁺ intracelular
• Colesterol cristalino: aterosclerose! — LDL oxidada → macrófagos → cristais de colesterol → NLRP3 → IL-1β nas placas

Resultado da ativação:

1. NLRP3 oligomeriza → recruta ASC → caspase-1 se autocleava → ativa
2. Caspase-1 ativa:

- Cliva pro-IL-1β (35 kDa) → IL-1β matura (17 kDa) secretada - Cliva pro-IL-18 → IL-18 matura secretada - Cliva Gasdermin D (GSDMD; 53 kDa) → N-terminal GSDMD (34 kDa) → insere na membrana → poros (10-20 nm) → piroptose (morte celular inflamatória; lise osmótica)

Doenças Associadas ao NLRP3

Autoinflamatórias (CAPS — Cryopyrin Associated Periodic Syndromes):

• MWS (Muckle-Wells Syndrome; NLRP3 gain-of-function [GOF]; urticária fria + surdez + amiloidose)
• NOMID/CINCA (Neonatal-Onset Multisystem Inflammatory Disease; NLRP3 GOF grave)
• FCAS (Familial Cold Autoinflammatory Syndrome; NLRP3 GOF mais brando)

Doenças comuns com NLRP3 ativado:

• Gota (cristais de MSU → NLRP3 → IL-1β → artrite aguda)
• Aterosclerose (cristais de colesterol → NLRP3 nas placas → progressão)
• DM2 (cristais de IAPP/amiloide pancreática → NLRP3 → destruição de β células)
• Alzheimer (Aβ oligômeros → NLRP3 → neuroinflamação → progressão)

Terapias que Bloqueiam IL-1β e NLRP3

Bloqueadores de IL-1

Anakinra (Kineret®; IL-1Ra recombinante humano; bloqueia IL-1α + IL-1β via IL-1R1; SC diário; FDA 2001 para AR):

• FMF (Febre Mediterrânea Familiar) + CAPS (off-label e aprovada) + gota aguda refratária + síndrome periódica associada ao receptor IL-1 (DIRA = Deficiency of IL-1 Receptor Antagonist)
• Limitação: meia-vida curta (~4-6h) → SC diário

Canakinumabe (Ilaris®; Novartis; anti-IL-1β anticorpo monoclonal IgG1κ humanizado; SC q8 semanas; FDA 2009):

• CAPS/MWS/NOMID: FDA aprovado; resolução de febre + urticária + inflamação
• CANTOS trial (Canakinumab Anti-Inflammatory Thrombosis Outcomes Study; N=10.061; IAM prévio; canakinumabe 150 mg SC q3 meses vs placebo × 3,7 anos):

- ↓hsCRP + IL-6 (comprovando hipótese inflamatória); -15% MACE vs placebo (p=0,021) - ↑infecções fatais (pneumonia); sem melhora de mortalidade total → não aprovado para DCV - Prova de conceito: IL-1β/NLRP3 contribuem para risco cardiovascular independente do LDL

Rilonacept (Arcalyst®; IL-1 trap; receptor de fusão IL-1R + IL-1RAcP + Fc; SC semanal; FDA 2008 para CAPS + pericardite recorrente 2021):

Inibidores Diretos de NLRP3

MCC950 (CP-456773; CMPD-10; potente inibidor seletivo de NLRP3 [IC50 ~7,5 nM]; oral; não aprovado humanos; usado em pesquisa pré-clínica extensivamente):

• Mecanismo: bloqueia Walker B motif do NBD de NLRP3 → impede hidrólise de ATP → não oligomeriza
• Eficaz em modelos: gota, MS, aterosclerose, SLA, Alzheimer

Colchicina (alcaloide; inibe polimerização de microtúbulos → impede migração de neutrófilos + liberação de IL-1β via inibição do inflamassoma [mecanismo indireto]; aprovada para gota + pericardite recorrente + FMF):

• COLCOT trial (colchicina 0,5 mg/dia; pós-IAM; N=4.745): -23% MACE (2019; NEJM)
• LoDoCo2 (colchicina crônica em DCV estável; N=5.522): -31% MACE; ↑risco de AVC não-cardioembólico leve

IL-18 e IL-33 — Citocinas da Família IL-1

IL-18 (pro-IL-18 → caspase-1 → IL-18 matura; 18 kDa; liga IL-18R [IL-18Rα + IL-18Rβ]; induz IFN-γ em NK + T; sinergiza com IL-12):

• MAS (Macrophage Activation Syndrome): IL-18 >10.000 pg/mL = biomarcador diagnóstico; anticorpo anti-IL-18 (tadekinig alfa) em ensaios
• NLRC4-MAS: ganho de função de NLRC4 → IL-18 maciça → hemofagocitose

IL-33 (alarmin; liberado em necrose; liga ST2 [IL-1RL1]; ativa Th2/ILC2/mastócitos; papel em asma, atopia, fibrose):

• Anti-ST2 (itepekimab = Dupixent companheiro para asma eosinofílica): aprovado FDA 2021 para asma não-controlada; anticorpo monoclonal humano anti-IL-33

Referências Científicas

1. Janeway CA & Medzhitov R (PRRs PAMPs imunidade inata; TLR4 LPS MyD88 NF-κB; TLR3 TRIF IRF3 IFN-β; TLR9 CpG; conceito PAMP-DAMP; revisão fundacional). *Annu Rev Immunol* 2002;20:197–216.
2. Martinon F et al. (NLRP3 inflamassoma; ASC caspase-1; pro-IL-1β IL-18; piroptose GSDMD; gota MSU; K+ efflux; pré-clínico; descoberta 2002). *Mol Cell* 2002;10(2):417–426.
3. Ridker PM et al. CANTOS (canakinumabe; anti-IL-1β; N=10.061; pós-IAM; MACE -15%; hsCRP; NLRP3 aterosclerose hipótese inflamatória; sem mortalidade total benefício). *N Engl J Med* 2017;377(12):1119–1131.
4. Tardif JC et al. COLCOT (colchicina 0,5 mg; pós-IAM; N=4.745; -23% MACE; pericardite; inflamassoma mecanismo; LoDoCo2; revisão). *N Engl J Med* 2019;381(26):2497–2505.
5. He Y et al. (MCC950 NLRP3 inibidor seletivo; IC50 7,5 nM; Walker B NBD; gota aterosclerose MS SLA Alzheimer modelos; pré-clínico revisão). *Nat Med* 2017;23(12):1457–1466.
6. Swanson KV et al. (NLRP3 inflamassoma; cristais colesterol aterosclerose; CAPS MWS NOMID; DM2 IAPP; NOD1 NOD2 Crohn; IL-18 MAS; revisão doenças NLRP3). *Nat Rev Immunol* 2019;19(8):477–489.

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