A circulação pulmonar é primordial para as trocas gasosas no pulmão, com uma área de superfície vascular pulmonar total ~90 m²,¹ sendo que todo o sistema vascular é revestido por células endoteliais que formam uma minicamada contínua.¹ As células endoteliais são envoltas por uma membrana basal, uma fina camada proteica (50 nm de espessura) que consiste de lamininas, colágeno e proteoglicanos.² As células endoteliais também são cobertas no lado luminal pelo glicocálice, uma rede de proteoglicanos e glicoproteínas envolvidas em múltiplos processos, como sinalização celular e hemostasia.³ Embutida na membrana basal há uma camada não contínua de pericitos, que são mediadores-chave de vários processos microvasculares, como proliferação de células endoteliais e angiogênese.⁴

As células endoteliais formam uma barreira entre o sangue e os tecidos. A migração transendotelial é o termo utilizado para se referir ao conjunto de etapas que resultam no escape dos leucócitos circulantes dos vasos sanguíneos para o parênquima tissular. Essa migração pode ocorrer tanto em condições fisiológicas normais quanto na presença de um estímulo inflamatório, como ocorre na asma, e apesar de existirem diferentes tipos de células leucocitárias, estas migram de forma semelhante. Isso requer uma série coordenada de eventos envolvendo expressão aumentada de moléculas de adesão no endotélio das vênulas pós-capilares.⁵

As células endoteliais nos pulmões são também uma importante fonte para mediadores pró-inflamatórios e moduladores do tônus vascular. Expressam moléculas de adesão e secretam/ativam fatores de quimioatração que controlam o recrutamento de leucócitos. O papel de algumas destas moléculas e mediadores tem sido avaliado na reação alérgica. Interações entre células efetoras e células endoteliais têm sido demonstradas na alergia. Os estudos com modelos murídeos reiteram os achados clínicos e indicam ainda que as células endoteliais são capazes de detectar alérgenos assim como o epitélio das vias aéreas e as células dendríticas. No geral, uma resposta angiogênica pró-TH2 pode ter um papel causal na gênese da asma alérgica.⁶

Sob estimulação, as células endoteliais têm a capacidade de alterar o tônus vascular pela produção de substâncias vasoativas. Fatores pró-relaxantes como prostaciclina e o Fator Relaxante Derivado do Endotélio (EDRF) são liberados por vários estímulos como hipóxia, acetilcolina, bradicinina e trombina e também por mediadores presentes na inflamação alérgica como a histamina e a serotonina. Como consequência da ação destes fatores de relaxamento ocorre vasodilatação local, com acúmulo de líquido e proteínas plasmáticas. Em oposição, contrabalançando a vasodilatação, atuam os fatores pró-contração, como a Endotelina-1 (ET-1) que determina uma potente e prolongada ação vasoconstritora.

As células endoteliais produzem mediadores inflamatórios que além das propriedades vasoativas descritas apresentam a capacidade de gerar mediadores diretamente implicados nas reações alérgicas como os leucotrienos LTC₄ e LTD₄ (gerados através do LTA₄ fornecido por neutrófilos),⁷ o Fator de Ativação Plaquetária (PAF) e o Ácido Hidroxi-Eicosatetraenoico (HETE).

As células endoteliais podem produzir várias citocinas e quimiocinas em resposta à injúria ou ao estímulo inflamatório, inclusive o alérgico. Após a exposição a lipopolissacarídeos (LPS), IL-1a/ß ou TNF-a, as células endoteliais regulam a hematopoese através da liberação dos fatores estimuladores de colônias, o GM-CSF, assim como o G-CSF e o M-CSF. Se as células endoteliais não têm a capacidade de secretar constitutivamente a IL-1, a própria IL-1, o LPS e o TNF-a podem ativar as células endoteliais a liberar IL-1 e expressar a IL-1 associada à membrana.⁸ Além de induzir a produção de GM-CSF, G-CSF e M-CSF pelas células endoteliais, a IL-1 modula outras propriedades das células endoteliais, dentre elas, a adesão de neutrófilos e linfócitos ao endotélio.

Entre as quimiocinas secretadas pelas células endoteliais, várias moléculas foram identificadas dentre elas: IL-8, MCP-1 e RANTES. A IL-8 apresenta propriedades de quimioatração para neutrófilos assim como para linfócitos⁹ e eosinófilos,^10,11 estando diretamente implicada na inflamação alérgica. O RANTES além da ação de quimioatração para eosinófilos constitui-se em fator de ativação para o eosinófilo humano.¹² Um estudo evidenciou que a produção de RANTES pelas células endoteliais encontra-se exacerbada pela combinação de TNF-a e INF-g enquanto que ambas as citocinas isoladamente não desenvolvem esta ação potencializadora.¹³

O Fator de Crescimento Endotelial Vascular (VEGF) é um fator de crescimento altamente específico para células endoteliais que é produzido em resposta à hipóxia.¹⁴ Induz a proliferação e migração celular e evita a apoptose das células endoteliais.¹³ O VEGF está aumentado em amostras de escarro induzido em pacientes com asma e está negativamente correlacionado com o VEF₁.¹⁵ Elevações significativas nos níveis bioativos de VEGF, que promovem a formação de vasos, foram detectadas no líquido do lavado broncoalveolar (LBA) de pacientes asmáticos em comparação com controles normais.¹⁶ Níveis aumentados de mRNA VEGF das vias aéreas podem explicar os valores aumentados de VEGF na expectoração e no soro de pacientes asmáticos que se correlacionam com a gravidade da doença.^17-21

Na asma ocorre aumento da vascularização nas vias aéreas o que pode determinar estreitamento e consequente limitação ao fluxo aéreo.²² As biópsias brônquicas evidenciam mais vasos na asma do que no grupo controle sem o mal.²³ A quantidade de vasos é proporcional à gravidade da doença, sendo que o remodelamento vascular aumenta à medida que a gravidade da asma progride. Esses vasos estão associados a importante recrutamento de eosinófilos.²²

Os tipos de células diretamente envolvidas na angiogênese são as células progenitoras endoteliais (EPCs) e as células formadoras de colônias endoteliais (ECFCs). Níveis aumentados de EPCs foram detectados no sangue de pacientes com asma, apresentando potencial clonogênico aumentado em comparação com indivíduos normais. As EPCs apresentam papel relevante na asma em decorrência de sua atividade pró-angiogênica.^24-28 As ECFCs também citadas como células endoteliais de crescimento tardio (OECs) são verdadeiros precursores de células endoteliais que proliferam para formar novos vasos, como parte do processo angiogênico.^29,30 O recrutamento de EPCs para os pulmões se constitui numa das primeiras etapas da angiogênese das vias aéreas na asma. A geração de quimiocinas CXCR2 e CXCR4 podem estimular o direcionamento para o pulmão dessas células em respostas asmáticas. Existem oito ligantes CXCR2, dos quais alguns, incluindo CXCL1 (Gro-a), CXCL2 (MIP-2) e CXCL8 (IL-8), promovem a angiogênese in vivo e in vitro.^31-33 Como tal, controlar os ligantes CXCR2 / eixo biológico CXCR2 é um dos objetivos da terapêutica antiangiogênica.³⁴

Imaoka et al.²⁶ investigaram o acúmulo de EPCs e a formação de novos vasos sanguíneos nos pulmões de pacientes com asma leve em estado estável, virgens de corticoide, após teste de provocação com alérgenos. No estudo os agonistas da quimiocina CXCR2 em sobrenadantes de escarro eram avaliados na pré-provocação com alérgenos e 7 horas e 24 horas após o teste. Aumentos significativos no número absoluto de células EPCs no sobrenadante do escarro e nos níveis de IL-8 e Gro-a foram detectados após provocação, mas não após 'provocação' somente com o diluente. Apenas Gro-a estimulou uma resposta significativa de migração de EPC in vitro. Por outro lado, a eotaxina, uma quimiocina altamente específica para eosinófilos e células progenitoras hematopoiéticas³⁵ produzido por EPC²⁵ e a VEGF não estimularam a resposta migracional de EPC. Quando os sobrenadantes foram testados diretamente em ensaios de migração, não houve atividade quimiotática detectável para as células progenitoras. Quando semeado em uma matriz angiogênica, a ECFC formou estruturas semelhantes ao longo de um período de 8 a 14 horas. Isso confirmou o potencial angiogênico de EPC extraído do sangue de indivíduos com asma.

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