Proteases, proteinases e metaloproteinases da matriz

Quem se dedica ao tratamento das feridas crônicas de difícil cicatrização, especialmente aquelas localizadas nos membros inferiores, vem se deparando com numerosas publicações que relatam a importância das proteases ou proteinases no processo de cicatrização.

Abaixo reproduzimos a definição que encontramos na Wikipédia:

Proteases (proteinases, peptidases ou enzimas proteolíticas, EC 3.4) são enzimas que quebram ligações peptídicas entre os aminoácidos das proteínas. O processo é chamado de clivagem proteolítica, um mecanismo comum de ativação ou inativação de enzimas envolvido principalmente na digestão e na coagulação sanguínea. Como uma molécula de água é utilizada no processo, as proteases são classificadas como hidrolases.

No que diz respeito à cicatrização parece ter importância muito especial o grupo das metaloproteinases da matriz (MMPs). Trata-se de enzimas com função específica de degradar diversos componentes da matriz extracelular(MEC). Em outras palavras: são enzimas com capacidade para “quebrar” ou clivar elementos do tecido conjuntivo.
É sabido que a MEC é um complexo de proteínas fibrilares, proteoglicanos e glicosaminoglicanos. Este complexo é essencial para a arquitetura, fisiologia e biomecânica dos tecidos humanos.  Essa MEC é formada por uma rede de colágeno (especialmente tipos I e III), elastina, fibronectina e laminina, que são proteínas que “garantem a estabilidade e integridade estrutural, a flexibilidade e a adesão celular no ambiente da MEC”.

Dr. Agren MS e cols. (1) mostra que a atividade das proteases é parte essencial do reparo tecidual. Na cascata normal da cicatrização elas quebram proteínas e elementos estranhos da MEC danificada de tal forma que novos tecidos possam se formar e a cicatrização progrida de forma ordenada. Entretanto, e esta parece ser a questão mais importante, quando a atividade dessas proteases está exacerbada o delicado equilíbrio se altera e pode provocar danos descontrolados  na MEC, nos fatores de crescimento e demais receptores, levando a mais destruição dos tecidos normais. Níveis elevados de proteases perpetua a degradação da MEC e de outras proteínas, promovendo assim o prolongamento do estágio inflamatório da cicatrização que, por sua vez, não avança para a fase proliferativa(2).

A cada dia mais evidências vão se acumulando sugerindo que elevados índices de proteases (mais especificamente as metaloproteases ou metaloproteinases) estão presentes em feridas que não cicatrizam (3;4).

O desafio maior no estudo das MMPs está sendo entender o papel dessas enzimas nas situações patológicas, entre elas as feridas crônicas, e encontrar seus inibidores com capacidade de sucesso na prática clínica.

A atividade das MMPs é balanceada pelos seus ativadores (pro-enzimas) e/ou por seus inibidores, as denominadas TIMPs (Inibidores Teciduais das Metaloproteinases da Matriz). Até o momento os estudos revelam a existência de quatro desses inibidores em humanos.

Como já se sabe que as MMPs são dependentes do metal ZINCO (donde metaloproteinase) o mais importante requisito estrutural de um inibidor é sua capacidade de quelação do íon zinco. Aguardemos os resultados dos estudos pré-clínicos de avaliação desses inibidores das MMPs. Sabemos que boa parte desses estudos são dirigidos para portadores de artrites e câncer. De fato, ainda há mais dúvidas que certezas.

Para se ter uma ideia da abrangência desses estudos, na insuficiência venosa crônica (IVC) os níveis elevados de ferro decorrente do extravasamento de hemácias para o espaço intersticial tem sido considerado como um estímulo para a overdose de MMPs presente nas úlceras venosas(5). Além da produção de MMPs decorrente da ativação do sistema imune, as próprias bactérias são também produtoras dessas metaloproteases. Ou seja, os conhecimentos das proteases como marcadores envolvidos no processo da cicatrização das feridas ainda tem um longo caminho a trilhar.

O INTERNATIONAL CONSENSUS sobre O PAPEL DAS PROTEASES NO DIAGNÓSTICO DAS FERIDAS CRÔNICAS, em 2011, considerou importante aprender o conceito de equilíbrio e desequilíbrio na cicatrização, ou seja, o equilíbrio entre síntese e degradação da MEC (Matriz Extracelular). Para os autores do Consenso o aprendizado mais importante se resume a quatro pontos:

1. As proteases são importantes para a organização e remodelação da nova MEC. Há uma explosão de atividade das proteases no início da cicatrização das feridas agudas. Na cicatrização normal esta atividade alcança seu pico nos primeiros dois dias e vai declinando para níveis mínimos em uma semana(6).

1. Os estímulos que podem prolongar a atividade das proteases incluem a presença de tecido danificado,
   materiais estranhos, bactérias e biofilmes.

1. Se as ação das proteases permanecem muito elevadas, elas começam a degradar e destruir o MEC, causar danos ao tecido recém-formado, prejudicar o leito da ferida e atrasar a cicatrização.

1. Condutas que possam reduzir quantitativamente as proteases nocivas e corrigir o desequilíbrio ajudarão na cicatrização (7).

Portanto, “quando todos os cuidados estão otimizados, não há infecção e, mesmo assim, uma ferida não cicatriza é muito provável que persiste a fase inflamatória com altos índices de atividade das MMPs impedindo a progressão para o estágio proliferativo da cicatrização.”

Na fase atual do que se vem estudando, pesquisando e publicando sobre esse assunto, devemos estar atentos aos desdobramentos que possam ser utilizados na prática clínica. A Systagenix, por exemplo, lançou o WoundChek Protease Status que se propõe a quantificar o nível de atividade das proteases (EPA – Elevated Protease Activity). Ainda não temos experiência prática com esta novidade, nem de seu custo-benefício.

Por outro lado, parece ainda decepcionante o resultado dos ensaios com produtos que possam agir como inibidores da atividade da proteases.

Aguardemos.

José Amorim de Andrade MD e Maria de Lourdes Seibel MD

 

Algumas leituras que recomendamos:

1. Agren MS, Mirastschijski U, Karlsmark T, Saarialho-Kere UK. Topical synthetic inhibitor of matrix metalloproteinases delays epidermal regeneration of human wounds. Exp Dermatol 2001; 10(5): 337-48

2. Gibson D, Cullen B, Legerstee R, et al. MMPs Made Easy. Wounds International 2009; 1(1): Available from http://www.woundsinternational.com

3. Beidler SK, Douillet CD, Berndt DF, et al. Multiplexed analysis of matrix metalloproteinases in leg ulcer tissue of patients with chronic venous insufficiency before and after compression therapy. Wound Repair
Regen 2008; 16(5): 642-48.

4. Ladwig GP, Robson MC, Liu R, et al. Ratios of activated matrix metalloproteinase-9 to tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1 in wound fluids are inversely correlated with healing of pressure ulcers.
Wound Repair Regen 2002; 10(1): 26-37.

5. Zamboni P, Scapoli G, Lanzara V, et al. Serum iron and matrix metalloproteinase-9 variations in limbs affected by chronic venous disease and venous leg ulcers. Dermatol Surg 2005; 31(6): 644-49

6. Herrick SE, Sloan P, McGurk M, et al. Sequential changes in histologic pattern and extracellular matrix deposition during the healing of chronic venous ulcers. Am J Pathol 1992; 141(5): 1085-95.

7. Smeets R, Ulrich Dm Unglaub F, et al. Effect of oxidised regenerated cellulose/collagen matrix on proteases in wound exudate of patients with chronic venous ulceration. Int Wound J 2008; 5(2): 195-203.