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Revista Brasileira de Terapia Intensiva

versão impressa ISSN 0103-507X

Rev. bras. ter. intensiva vol.21 no.4 São Paulo out./dez. 2009

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-507X2009000400002 

ARTIGO ORIGINAL

 

Ausência de associação entre polimorfismo do gene da interleucina-1 beta e o prognóstico de pacientes com traumatismo crânio-encefálico grave

 

 

Taís Frederes Krämer AlcaldeI; Andrea RegnerII; Edison Moraes Rodrigues FilhoIII; Patrícia Corso SilveiraIV; Gabriela Gonçalves GrossiIV; Daniel SimonV

IAcadêmica do Curso de Biomedicina da Universidade Luterana do Brasil - ULBRA - Canoas (RS), Brasil
IIDoutora, Professora do Curso de Medicina e do Programa de Pós-Graduação em Diagnóstico Genético e Molecular da Universidade Luterana do Brasil - ULBRA - Canoas (RS), Brasil
IIIPós-graduando (Doutorado) do Programa de Pós-Graduação em Genética e Toxicologia Aplicada da Universidade Luterana do Brasil - ULBRA - Canoas (RS), Brasil
IVAcadêmica do Curso de Medicina da Universidade Luterana do Brasil - ULBRA - Canoas (RS), Brasil
VDoutor, Professor do Curso de Ciências Biológicas e do Programa de Pós-Graduação em Diagnóstico Genético e Molecular da Universidade Luterana do Brasil - ULBRA - Canoas (RS), Brasil

Autor para correspondência

 

 


RESUMO

OBJETIVO: O traumatismo crânio-encefálico é a principal causa de óbito em indivíduos com idade entre 1 a 45 anos. O desfecho do traumatismo crânio-encefálico pode estar relacionado, além de fatores pré-morbidade e gravidade do dano, com fatores genéticos. Genes que podem ter relação com o resultado pós-trauma vêm sendo estudados, porém, ainda existem poucas informações sobre a associação entre polimorfismos genéticos e o desfecho do traumatismo crânio-encefálico. O gene da interleucina-1 beta (IL-1B) é um dos genes estudados, pois esta citocina encontra-se em níveis elevados após o traumatismo crânio-encefálico e pode afetar de forma negativa seu desfecho. O objetivo do presente estudo foi analisar o polimorfismo -31C/T, localizado na região promotora do gene IL-1B, em pacientes com traumatismo crânio-encefálico grave visando correlacioná-lo com o desfecho primário precoce (alta do centro de terapia intensiva ou morte).
MÉTODOS: Foram estudados 69 pacientes internados por traumatismo crânio-encefálico grave em três hospitais de Porto Alegre e região metropolitana. O polimorfismo foi analisado através da reação em cadeia da polimerase, seguida da digestão com enzima de restrição.
RESULTADOS: O traumatismo crânio-encefálico grave foi associado a uma mortalidade de 45%. Não foram observadas diferenças significativas nas frequências alélicas e genotípicas entre os grupos de pacientes divididos pelo desfecho do traumatismo crânio-encefálico.
CONCLUSÃO: Nossos resultados sugerem que o polimorfismo -31C/T do gene IL-1B não tem impacto significativo no desfecho fatal dos pacientes com traumatismo crânio-encefálico grave.

Descritores: Interleucina-1beta; Polimorfismo genético; Traumatismos crâniocerebrais


 

 

INTRODUÇÃO

O traumatismo crânio-encefálico (TCE) grave é a principal causa de mortalidade em indivíduos com idade entre 1-45 anos. Geralmente, produz algum tipo de sequela, como alterações no estado de consciência, distúrbios cognitivos e motores, além de neuroinflamação.(1) O desfecho de cada caso está relacionado com diversos fatores, tais como a suscetibilidade do cérebro à lesão, extensão e gravidade da lesão, idade do paciente, outros fatores de co-morbidade prévia, e também fatores genéticos.(2)

A interleucina 1 é uma citocina que amplia a cascata inflamatória por ativar células T, regulando a manifestação de moléculas de adesão e induzindo a produção de outras citocinas proinflamatórias e proteínas associadas.(3) A família da interleucina 1 é constituída por três proteínas relacionadas que são codificadas por genes presentes no braço longo do cromossomo 2: IL-1α (codificada pelo gene IL1A), IL-1β (codificada pelo gene IL1B) e IL-1Ra (codificada pelo gene IL-1RN).(4) Os agonistas, interleucina-1α e a interleucina-1β, compartilham uma estrutura terciária muito parecida e partilham dos mesmos fatores regulatórios, afinidades e funções.(5) O antagonista do receptor da IL-1A (IL-1Ra) é um inibidor competitivo de IL-1α e IL-1β.

A IL-1β é codificada por um gene cuja expressão é controlada a nível transcricional e pós-transcricional e está fortemente envolvida na resposta inflamatória. Esta citocina é produzida pelos macrófagos e astrócitos e se encontra muito elevada após o trauma.(6) Há indícios de que a IL-1β está envolvida com doenças neurodegenerativas, tanto agudas como crônicas, tais como isquemia, convulsões, esclerose múltipla, além de doença de Parkinson e de Alzheimer.(7,8)

Polimorfismos nos genes que codificam as proteínas da família da IL-1 têm sido estudados em diversas patologias pela importância que essa família tem em processos inflamatórios.(9) O polimorfismo -31C/T resulta da mudança de uma citosina (C) por uma timina (T) na posição -31 da região promotora do gene IL-1B. Este polimorfismo está localizado em uma importante região regulatória do gene IL-1B (TATA-box) e afeta significativamente as interações DNA-proteínas em ensaios in vitro.(10) O alelo T, tanto em homozigose quanto em heterozigose, está relacionado com uma maior produção de IL-1β(11) podendo causar uma resposta inflamatória exacerbada e piora no estado do paciente.(9)

O presente estudo tem como objetivo analisar o papel do polimorfismo -31C/T do gene da IL-1β em pacientes que sofreram traumatismo crânio-encefálico grave, visando verificar sua influência no desfecho primário precoce (alta do centro de terapia intensiva (CTI) ou morte) e correlacioná-lo com variáveis clínicas.

 

MÉTODOS

Pacientes

Foi estudada uma coorte de pacientes internados com TCE grave, no período de agosto de 2003 a outubro de 2009, em três hospitais da região metropolitana de Porto Alegre: Hospital Municipal de Pronto Socorro, Hospital Cristo Redentor (ambos na cidade de Porto Alegre) e Hospital de Pronto Socorro Deputado Nelson Marchezan, na cidade de Canoas. Os critérios para inclusão na amostra foram: idade superior a 16 anos e inferior a 70 anos, sexo masculino, pacientes com TCE grave (escala de coma de Glasgow, GCS: 3-8). As lesões cerebrais podiam ser primárias ou secundárias. Politraumatismo não foi critério de exclusão. Na admissão da unidade de emergência, os pacientes foram inicialmente avaliados, ressuscitados e passaram por cirurgia de emergência quando necessário. Somente pacientes transferidos para o CTI até 24 horas após o TCE foram incluídos no estudo. Todos os pacientes foram sedados e ventilados mecanicamente e não foram administrados corticoesteróides. Foram colhidos dados demográficos e assistenciais dos pacientes, através de informações provenientes do boletim de atendimento e prontuário. O acompanhamento da evolução clínica do paciente foi realizado, diariamente, até o desfecho primário: alta do CTI ou morte. Estudos prévios mostram que existem diferenças, de acordo com o gênero, na fisiopatologia do desfecho após injúria neurológica aguda(12) ou trauma sistêmico.(13) Foi observada uma menor suscetibilidade de injúrias pós isquêmicas e pós traumáticas em mulheres.(12,13) Desta forma, para não correr riscos de interferência de possíveis diferenças dependentes do gênero no desfecho pós TCE, somente homens foram incluídos no estudo.

O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Luterana do Brasil e teve a anuência dos Hospitais Municipal de Pronto Socorro de Porto Alegre, Cristo Redentor e Pronto Socorro Deputado Nelson Marchezan. Devido ao estado de inconsciência dos pacientes, o consentimento informado foi obtido de familiares do paciente que foram informados sobre os objetivos do estudo. As coletas de sangue foram realizadas após a obtenção do consentimento informado.

Análises genéticas

O DNA foi extraído de amostras de sangue total de pacientes com TCE grave, utilizando um método não enzimático.(14) A amplificação do gene de interesse (IL-1β) foi feita através da reação em cadeia de polimerase (PCR) conforme descrito por Yang et al.(11) Os produtos da amplificação foram clivados com a enzima AluI, a 37ºC por 12 horas. Os fragmentos foram checados por eletroforese em gel de poliacrilamida a 10%, durante 90 minutos a 100 V. O gel foi corado com nitrato de prata.

Análises estatísticas

Frequências alélicas foram determinadas pela contagem direta de alelos. Os desvios do equilíbrio de Hardy-Weinberg e as diferenças de frequências entre grupos foram avaliados pelo teste de qui-quadrado. Os valores das médias dos grupos foram comparados usando o teste U de Mann-Withney. Todos os valores de p são bi-caudais, e um valor p<0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

 

RESULTADOS

Os pacientes desse estudo consistiram em 69 homens, vítimas de traumatismo crânio-encefálico grave. A tabela 1 mostra as características clínicas e demográficas na população estudada, estratificadas de acordo com o desfecho dos casos (alta da CTI ou morte). O TCE grave foi associado a uma mortalidade de 45%. A média da idade dos pacientes foi de 34,8 anos, sendo similar entre pacientes que sobreviveram ou não. Os pacientes sobreviventes foram admitidos no CTI com GCS de 5,9 ± 1,7, enquanto os que tiveram desfecho fatal tinham GCS de 4,6 ± 1,6 (p<0,01).

Do total de pacientes, 31 (45%) foram submetidos à craniotomia, sendo observada frequência significativamente maior de craniotomia entre pacientes que morreram (p<0,05). O tempo de permanência no CTI variou de menos de 1 dia até 54 dias, sendo observada diferença significativa quando comparados pacientes que receberam alta (16,8 ± 13,8 dias) ou que morreram (3,7 ± 3,6 dias; p<0,001). A escala de resultados de Glasgow (GOS) também apresentou diferença significativa entre os pacientes quando estes foram estratificados pelo desfecho (sobreviventes: 3,4 ± 1,1; mortos 1,0 ± 0,0; p<0,001). A principal causa de lesão foi relacionada a acidentes de trânsito (45% por acidente por veículo automotor e 20% por atropelamentos). Foi observado que 42 pacientes (61%) apresentaram politraumatismo associado ao TCE, envolvendo principalmente lesões no tórax e membros.

As frequências alélicas e genotípicas da população estudada são apresentadas na tabela 2. Na amostra total dos pacientes as frequências dos alelos C e T foram de 67% e 33%, respectivamente. Não foram observadas diferenças significativas nas frequências alélicas ou genotípicas entre os pacientes que sobreviveram ou não. A comparação das características clínicas estudadas entre indivíduos homozigotos CC e portadores do alelo T (genótipos CT e TT) não apresentou diferenças significativas (dados não mostrados), a não ser pela frequência de craniotomia que foi significativamente maior em pacientes que tinham o alelo T (genótipos CT e TT: 60,0%; genótipo CC: 29,4%; p<0,05).

 

DISCUSSÃO

Existe uma variabilidade considerável no desfecho do traumatismo crânio-encefálico, sendo que fatores genéticos podem influenciar tanto na suscetibilidade do cérebro à lesão, quanto na capacidade de renovação e reorganização neural. Por esse motivo, pesquisas sobre polimorfismos genéticos podem auxiliar na compreensão de fatores determinantes para o prognóstico dos pacientes. A investigação de polimorfismos em genes relacionados com neuroinflamação é interessante dado o papel importante que esta desempenha no TCE. A integração dos dados dos genótipos dos pacientes com os dados clínicos pode auxiliar no estabelecimento de fatores prognósticos no TCE grave.

Alguns estudos procuram relacionar características genéticas com o desfecho após TCE grave. A apolipoproteína E, uma das proteínas responsáveis pelo transporte de lipídios, é um dos fatores genéticos mais estudados com relação ao TCE. Estudos mostram uma correlação significativa entre o desfecho desfavorável pós-TCE e um polimorfismo no gene da apolipoproteína E.(15,16)

Dentre as moléculas envolvidas com a mediação da resposta inflamatória depois de qualquer dano ao crânio ou cérebro, são as citocinas, especialmente a interleucina-1, que desempenham o papel mais importante. Sabe-se que no acidente vascular cerebral, doença de Parkinson, Alzheimer ou qualquer doença associada com neurodegeneração há aumento os níveis de IL-1, principalmente IL-1β. A IL-1β é expressa em baixas quantidades em cérebros sadios, porém, se apresenta de forma aumentada após o TCE.(17) A quantidade de citocina produzida pode estar relacionada com polimorfismos no gene IL-1B. Assim a resposta inflamatória ao trauma pode depender do genótipo do paciente. A expressão de genes envolvidos na resposta inflamatória é controlada nos níveis transcricional e pós-transcricional. No nível transcricional, polimorfismos na região promotora dos genes podem resultar em diferenças na resposta a determinados processos patológicos.

Polimorfismos nos genes IL-1A, IL-1B e IL-RN foram analisados em estudos visando verificar sua influência em pacientes que sofreram TCE. Estudo feito por Uzan et al.(9) evidenciou que existe associação genética entre o desfecho pós-TCE e polimorfismos no gene IL-1B. Foram estudados 69 pacientes e analisados dois polimorfismos do tipo SNP (polimorfismos de nucleotídeo único): um na posição -511 e outro na +3953. Notou-se que os pacientes que possuíam o alelo T em ambas as posições mostraram pior prognóstico (morte, estado vegetativo ou sequelas graves), devido, talvez, a um efeito aditivo desses polimorfismos. Tanriverdi et al.(18) realizaram um estudo em 71 pacientes com TCE e não observaram associação entre o desfecho dos casos e um polimorfismo de troca de citosina por timina na posição -889 do gene IL-1A. Entretanto este trabalho foi contestado por Wang et al.(19) devido a possíveis problemas metodológicos na genotipagem. Hadjigeorgiou et al.(20) analisaram o polimorfismo -511 C/T do gene da IL-1B e o polimorfismo de número variável de repetições em tandem (VNTR) do gene da IL-1RN e a sua associação com eventos hemorrágicos em 151 pacientes que sofreram TCE. Os autores verificaram que quando o gene IL-1RN tinha o alelo T era mais provável que os pacientes tivessem eventos hemorrágicos após o TCE. Este alelo foi associado com a produção aumentada de IL-1Ra. Johnson et al.(21) estudaram a influência de alelos dos genes IL-1A e IL-1B na apoptose, analisando amostras de hipocampo de 38 pacientes que morreram após TCE. Os autores não observaram correlação entre os alelos e a quantidade de apoptose mensurada.

Como pode se observar os estudos com os genes pertencentes ao grupo da IL-1 realizados em pacientes com TCE apresentaram delineamentos experimentais diversos, enfocando diferentes genes, polimorfismos e aspectos da fisiopatologia do TCE e, desta forma, os resultados apesar de conflitantes não são estritamente comparáveis.

Estudos prévios mostram que os polimorfismos -511T/C e -31C/T do gene IL-1B estão em completo desequilíbrio de ligação de uma forma reversa, ou seja, o alelo -511T sempre é encontrado associado ao alelo -31C e o alelo -511C sempre é observado na presença do alelo -31T.(10,22) No presente estudo foi analisado o polimorfismo -31C/T e, até onde sabemos, não há estudos na literatura que tenham analisado este polimorfismo visando sua associação com o TCE. Contudo, devido ao desequilíbrio de ligação, os resultados do presente estudo podem ser comparados aos resultados dos estudos que analisaram o polimorfismo da posição -511. Nossos resultados não evidenciaram associação significativa entre o polimorfismo -31C/T e o desfecho dos pacientes com traumatismo crânio-encefálico grave. É importante ressaltar que o número de pacientes que estudamos não difere muito da amostra dos outros estudos com pacientes vítimas de TCE.

É importante entender o papel que as citocinas e seus polimorfismos desempenham na progressão da lesão traumática neural, possibilitando o desenvolvimento de recursos diagnósticos e terapêuticos mais eficazes no TCE grave. O entendimento dos mecanismos celulares envolvidos no dano neural possibilitará a evolução das estratégias terapêuticas e de reabilitação nas vítimas de TCE grave, reduzindo, assim, o impacto do TCE na saúde pública.

 

CONCLUSÃO

A compreensão da influência de polimorfismos genéticos no desfecho do TCE ainda está em uma fase inicial, com poucos estudos realizados. Nossos resultados sugerem que o polimorfismo -31C/T do gene IL-1B não tem impacto significativo no desfecho fatal dos pacientes com traumatismo crânio-encefálico grave.

 

AGRADECIMENTOS

O presente estudo foi financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq; processos 484391/2007-0 e 568691/2008-3).

 

REFERÊNCIAS

1. Center for Disease Control and Prevention. Traumatic brain injury (TBI). 2007. [citado 2009 Maio 21]. Disponível em: http://www.cdc.gov/ncipc/tbi/TBI.htm.         [ Links ]

2. Oliveira CO, Ikuta N, Regner A. Outcome biomarkers following severe traumatic brain injury: [review]. Rev Bras Ter Intensiva. 2008;20(4):411-21.         [ Links ]

3. Dinarello CA. Biologic basis for interleukin-1 in disease. Blood. 1996;87(6): 2095-147.         [ Links ]

4. Rothwell NJ, Luheshi GN. Interleukin-1 in the brain: biology, pathology and therapeutic target. Trends Neurosci. 2000;23(12):618-25.         [ Links ]

5. Murzin AG, Lesk AM, Chothia C. Beta-Trefoil fold. Patterns of structure and sequence in the Kunitz inhibitors interleukins-1 beta and 1 alpha and fibroblast growth factors. J Mol Biol. 1992;223(2):531-43.         [ Links ]

6. Lu KT, Wang YW, Yang JT, Yang YL, Chen HI. Effect of interleukin-1 on traumatic brain injury-induced damage to hippocampal neurons. J Neurotrauma. 2005;22(8):885-95. Erratum in: J Neurotrauma. 2009;26(3):469.         [ Links ]

7. Mrak RE, Griffin WS. Interleukin-1, neuroinflammation, and Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 2001;22(6):903-8.         [ Links ]

8. Oprica M, Eriksson C, Schultzberg M. Inflammatory mechanisms associated with brain damage induced by kainic acid with special reference to the interleukin-1 system. J Cell Mol Med. 2003;7(2):127-40.         [ Links ]

9. Uzan M, Tanriverdi T, Baykara O, Kafadar A, Sanus GZ, Tureci E, et al. Association between interleukin-1 beta (IL-1beta) gene polymorphism and outcome after head injury: an early report. Acta Neurochir (Wien). 2005;147(7): 715-20; discussion 720.         [ Links ]

10. El-Omar EM, Carrington M, Chow W, McColl KE, Bream JH, Young HA, et al. Interleukin-1 polymorphisms associated with increased risk of gastric cancer. Nature. 2000;404(6776):398-402. Erratum in: Nature. 2001; 412(6842):99.         [ Links ]

11. Yang J, Hu Z, Xu Y, Shen J, Niu J, Hu X, et al. Interleukin-1B gene promoter variants are associated with an increased risk of gastric cancer in a Chinese population. Cancer Lett. 2004;215(2):191-8.         [ Links ]

12. Roof RL, Hall ED. Gender differences in acute CNS trauma and stroke: neuroprotective effects of estrogen and progesterone. J Neurotrauma. 2000;17(5):367-88.         [ Links ]

13. Jarrar D, Wang P, Cioffi WG, Bland KI, Chaudry IH. The female reproductive cycle is an important variable in the response to trauma-hemorrhage. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2000;279(3): H1015-21.         [ Links ]

14. Lahiri DK, Nurnberger JI Jr. A rapid non-enzymatic method for the preparation of HMW DNA from blood for RFLP studies. Nucleic Acids Res. 1991;19(19):5444.         [ Links ]

15. Nathoo N, Chetry R, van Dellen JR, Connolly C, Naidoo R. Apolipoprotein E polymorphism and outcome after closed traumatic brain injury: influence of ethnic and regional differences. J Neurosurg. 2003;98(2):302-6.         [ Links ]

16. Zhou W, Xu D, Peng X, Zhang Q, Jia J, Crutcher KA. Meta-analysis of APOE4 allele and outcome after traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2008;25(4):279-90.         [ Links ]

17. Rothwell N. Interleukin-1 and neuronal injury: mechanisms, modification, and therapeutic potential. Brain Behav Immun. 2003;17(3):152-7.         [ Links ]

18. Tanriverdi T, Uzan M, Sanus GZ, Baykara O, Is M, Ozkara C, Buyra N. Lack of association between the IL1A gene (-889) polymorphism and outcome after head injury. Surg Neurol. 2006;65(1):7-10; discussion 10.         [ Links ]

19. Wang CY, Tsai HY, Shan YC. Re: Lack of association between the IL-1 gene (-889) polymorphism and outcome after head injury (Tanriverdi T, et al. Surgical Neurology 2006;65:7-10).         [ Links ] Surg Neurol. 2006;66(3):332-4.         [ Links ]

20. Hadjigeorgiou GM, Paterakis K, Dardiotis E, Dardioti M, Aggelakis K, Tasiou A, et al. IL-1RN and IL-1B gene polymorphisms and cerebral hemorrhagic events after traumatic brain injury. Neurology. 2005;65(7):1077-82.         [ Links ]

21. Johnson VE, Murray L, Raghupathi R, Stewart J, Nicoll JA, MacKinnon MA, et al. No evidence for the presence of apolipoprotein epsilon4, interleukin-lalpha allele 2 and interleukin-1beta allele 2 cause an increase in programmed cell death following traumatic brain injury in humans. Clin Neuropathol. 2006;25(6):255-64.         [ Links ]

22. Hwang IR, Kodama T, Kikuchi S, Sakai K, Peterson LE, Graham DY, Yamaoka Y. Effect of interleukin 1 polymorphisms on gastric mucosal interleukin 1beta production in Helicobacter pylori infection. Gastroenterology. 2002;123(6):1793-803.         [ Links ]

 

 

Autor para correspondência:
Daniel Simon
PPG Diagnóstico Genético e Molecular. Universidade Luterana do Brasil
Av. Farroupilha, 8001 - Prédio 22 - 5º andar
CEP: 92425-900 - Canoas (RS), Brasil
Fone: (51) 3477-9219 - Fax: (51) 3477-1313
E-mail: daniel.simon@ulbra.br

Submetido em 16 de Setembro de 2009
Aceito em 28 de Dezembro de 2009

 

 

Recebido da Universidade Luterana do Brasil - ULBRA - Canoas (RS), Brasil.

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