Interciencia

ISSN: 0378-1844

interciencia@ivic.ve

Asociación Interciencia

Venezuela

Ferrari Kusano Bucalen, Carlos; Torres Ferraz Silva, Elizabeth Aparecida

Perspectivas da pesquisa em biologia molecular aplicada à nutrição

Interciencia, vol. 27, núm. 11, noviembre, 2002, pp. 592-598

Asociación Interciencia

Caracas, Venezuela

Disponível em: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33907403

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592 NOV 2002, VOL. 27 Nº 11

PALAVRAS CHAVE / Antioxidante / Apoptose / Aterosclerose / Câncer / Expressão Gênica / Obesidade /

Recebido: 15/04/2002. Modificado: 09/08/2002. Aceito: 03/09/2002

Carlos Kusano Bucalen Ferrari. Biomédico, Universidade Estadual Paulista (UNESP/Botucatu). Mestre e Doutorando em Saúde Pública, Departamento de Nutrição da Faculdade de Saúde Pública da Universi-dade de São Paulo (USP). Endereço: Av. Dr. Arnaldo, 715 – 2º andar, 01246-904, Cerqueira César, São Paulo (SP), Brasil e-mail: carlokferrari@bol.com.br.

Elizabeth Aparecida Ferraz Silva Torres. Engenheira Agrônoma, Universidade Federal Ruraldo Rio de Janeiro (UFRRJ). Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos, UFRRJ. Doutora em Ciência dos Alimentos,USP. Professora Asociada Livre Docente, Departamento de Nutrição, Faculdade de Saúde Pública, USP. e-mail:eatorres@usp.br.

PERSPECTIVAS DA PESQUISA EM BIOLOGIAMOLECULAR APLICADA À NUTRIÇÃO

CARLOS KUSANO BUCALEN FERRARIe ELIZABETH APARECIDA FERRAZ SILVA TORRES

0378-1844/02/11/592-07 $ 3.00/0

om o advento do geno-ma humano, um marcona pesquisa biológica

que permitirá uma compreensão da ex-pressão de nossas características hereditá-rias, cada vez mais nossa espécie avançano sentido de conhecer melhor as basescelulares e biomoleculares da prevenção,do tratamento e da cura das doenças.

Paralelamente, as Ciênci-as da Alimentação e da Nutrição têm-sedesenvolvido, em geral, no sentido de con-hecer a interação alimento/nutriente ↔ or-ganismo e os efeitos da carência ou do ex-cesso de nutrientes sobre os tecidos e/oucélulas animais ou humanas.

Em muitos casos, os me-canismos de ação dos nutrientes (essenci-ais ou não) nem sempre foram claramentedesvendados, embora já tenham sido defi-nidas, para cada nutriente essencial, suasdoses diárias recomendadas (DDR).

Não tendo como preten-são realizar uma revisão ou discussãoexaustiva sobre o assunto, apenas foramdiscutidas algumas possibilidades de pes-quisa ainda pouco exploradas, especial-mente na América Latina, na área deno-minada “Nutrição Biomolecular”.

Com a enorme riquezaflorística e faunística encontrada no Brasile em diversos países Latino-americanos,

muitas são as possibilidades de pesquisade fatores da dieta benéficos à saúde, tan-to do ponto de vista de nutrir o organis-mo, quanto de prevenir ou mesmo tratarenfermidades. Atualmente, tem sido dadamuita ênfase à pesquisa de possíveis pro-priedades funcionais ou medicinais dosalimentos (Machado e Santiago, 2001;Neumann et al., 2000), possuindo a Amé-rica Latina um grande potencial devido àenorme variedade de espécies, como, porexemplo, vegetais fontes de diversos tiposde carotenóides (Chávez e Chávez, 1999).

As civilizações dos As-tecas e dos Maias já utilizavam o cacauno preparo de chocolate, servido principal-mente como bebida quente, que seduziu osconquistadores espanhóis, sendo considera-do como “ouro líquido”. Além disso,aquelas civilizações já utilizavam o cacaucomo alimento medicinal. Duke (2000)descreve que o cacao (Theobroma cacaoL.) pode ser indicado para o tratamentopaliativo do mal de Parkinson, de mastites,de hepatopatias, de impotência sexual, fe-bre, cistites, resfriados, queimaduras, asmae bronquites, diabetes e obesidade. Esteautor descreve cada uma das substânciasencontradas no cacau e a respectiva indi-cação terapêutica. Na maioria dos casos,trata-se de substâncias como a quercetina,a rutina, os ácidos ferúlico, cafeico e

cumárico (dentre outros), as catequinas(também presentes nos chás verde e pretodo Oriente), as metilxantinas (teofilina, te-obromina, cafeína, etc), vários polifenóli-cos e flavonóides.

Como o cacau é nativodas Américas, tendo o Brasil como umdos principais produtores, deveríamos tra-balhar para o isolamento de seus compos-tos com atividade biológica e testar osefeitos destas substâncias mediante expe-rimentos com cultura de células (in vitro)ou em animais de experimentação (invivo). Seria desejável, por exemplo, estu-dar se extratos de cacau ou de chocolatepoderiam diminuir a formação da subs-tância ß-amilóide nos neurônios cerebrais,uma vez que a produção desta substânciadetermina a formação de radicais livres, amorte neuronal e, conseqüentemente, aprogressão do Mal de Alzheimer (Ferrari,2000a, b). Também seria interessante sefossem estudados os efeitos dos compos-tos do cacau e chocolate sobre a sobrevi-vência celular. Isto significa testar se taiscompostos (polifenólicos, como as procia-nidinas e catequinas) podem inibir a mor-te celular acidental (necrose) ou a mortecelular programada (apoptose).

Os principais mecanis-mos desempenhados pelas diversas bio-moléculas presentes em alimentos e seus

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conseqüentes efeitos benéficos à saúdepodem ser, dentre outros (Duke, 2000;Lampe, 1999): 1) Atividades antioxidan-tes; 2) Atividades antimicrobianas; 3)Propriedades anti-inflamatórias; 4) Propri-edades hipocolesterolêmicas e anti-ateros-cleróticas; 5) Atividades anti-trombóticas;6) Propriedades imunoestimulantes; 7)Atividades de detoxificação de drogas exenobióticos; 8) Efeitos redutores dapressão arterial; e 9) Efeitos sobre a so-brevivência celular, através da inibição ouativação da morte celular programada.

Mecanismos Antioxidantes

Diversos grupos de pes-quisa (Ziouzenkova et al., 1996; Ferrari,1998; 1999; Vinson et al., 1998; Kähkö-nen et al., 1999) têm procurado desven-dar se determinada fruta ou hortaliçaapresenta substâncias com atividades anti-oxidantes, neutralizando ou removendoespécies reativas derivadas do oxigênio(superóxido, hidroxila, oxigênio singlete,perhidroxila,), do nitrogênio (peroxinitri-to) ou de metais (do ferro, cobre e ou-tros).

Antioxidantes, LDL e aterosclerose

Neste sentido, o grupoliderado por Kanner foi o primeiro a des-cobrir que os fenólicos do vinho (e dasuvas) inibem a oxidação do colesterol“ruim”, o LDL (low density lipoprotein),prevenindo o desenvolvimento da ateros-clerose e doenças correlatas (Kinsella etal., 1993). Os franceses não ficaram atráse também têm pesquisado sobre o assun-to, bem como os chilenos, importantesprodutores de vinho. Entretanto, é difícilencontrar pesquisas Latino-americanas so-bre o assunto, pelo menos nos sistemasde indexação mais utilizados nas Améri-cas, como o MEDLINE e o LILACS, tal-vez porque muitas vezes os resultadossão publicados em periódicos regionaisnão indexados e/ou pouco difundidos oua divulgação se faz no exterior sem queseja possível que o conhecimento seja di-vulgado no país.

Daquilo acima exposto,fica claro que muito se conhece dasações e/ou efeitos fisiológicos das subs-tâncias naturais. Todavia, ainda não fo-ram total ou mesmo parcialmente estabe-lecidos os verdadeiros mecanismos celu-lares e moleculares de substâncias anti-cancerígenas, cardioprotetoras e neuro-protetoras, dentre outras.

Sem dúvida, um os prin-cipais mecanismos que explicam os efei-tos benéficos desempenhados pelos fito-químicos presentes em frutas e verduras érepresentado pela ação antioxidante.

Os antioxidantes como oácido ascórbico (vitamina C) o tocoferol(vitamina E) e flavonóides (especialmenteos carotenóides, incluindo aqueles comatividade pró-vitamínica A) apresentamfundamental importância na estabilidadede membranas e moléculas lipídicas, im-pedindo que as lipoproteínas sanguíneas,principalmente a LDL e a VLDL (verylow density lipoprotein), sejam oxidadaspor espécies reativas do oxigênio ou donitrogênio (Halliwell e Chirico, 1993), ten-do como conseqüências a formação daplaca aterosclerótica e, a posteriori, a ate-rosclerose (Steinberg et al., 1989). Osclássicos trabalhos de Goldstein e Brown,no final da década de setenta (Basu et al.,1979), sobre estes mecanismos bioquí-mico-patogênicos lhes resultaram no prê-mio Nobel de Medicina.

Assim, para impedir aaterosclerose e outros processos patogêni-cos, a terapia nutricional antioxidanteapresenta, na prática, fundamentos sólidosquanto à questão dos mecanismos antioxi-dantes e dos efeitos positivos à saúde, nadiminuição tanto do risco de câncer, quan-to de doenças cardiovasculares (Duthie eBellizzi, 1999; Yang, 2000; Ferrari, 2001).

Abbey et al (1995) evi-denciaram que a suplementação da ali-mentação de fumantes com suco de laran-ja e cenoura diminuiu a oxidação de LDL,in vitro, induzida pelo cobre.

Hoje, já estão bem esta-belecidos os protocolos de pesquisa paratestar as possíveis atividades inibitórias so-bre a oxidação das lipoproteínas LDL.Uma descrição completa dos métodospode ser obtida em trabalhos do grupo doH. Esterbauer (Ziouzenkova et al., 1996) eem Vinson et al. (1998) e Leonhardt et al.(1999). Por que não se testa o poder anti-oxidante do açaí, da manga, da goiaba, dabanana ou da jaca, dentre muitos outrosalimentos?

Do mesmo modo, atravésde ensaios químicos, sabe-se que a capaci-dade antioxidante de uma taça de vinhotinto (150ml, DDR para a prevenção decardiopatias) é equivalente a doze taças devinho branco, dois copos de chá, quatromaçãs, cinco cebolas, três copos e meiode cerveja, sete taças de suco de laranja evinte taças de suco de maçã (Paganga et

al., 1999).Novamente a questão se

repete: quais são as porções de açaí, de la-ranja, de maçã, de chá mate, de cenoura,de alface, de mel, de própolis, de cupuaçú,de abacaxi, de milho, de feijão que apre-sentam a mesma atividade antioxidante deuma taça de vinho tinto? Será que os nos-sos vinhos apresentam maior ou menorconteúdo de polifenólicos antioxidantesque os vinhos europeus?

De modo geral, a prote-ção antioxidante das LDL ou de lipídiosde biomembranas ocorre da forma expostana Figura 1.

Há poucos anos, Fruebiset al. (1999) demonstraram que os trata-mentos com vitamina E e probucol dimi-nuíram a expressão da molécula de adesãovascular-1 (VCAM-1) em 49,0% e 74,9%,respectivamente, decrescendo o risco deaterosclerose. A VCAM-1, juntamente comas integrinas, é responsável pela adesão demonócitos ao endotélio, contribuindo parao desenvolvimento da aterosclerose.

Antioxidantes e DNA

Outro mecanismo antio-xidante, relevante para a prevenção de mu-tações e da carcinogênese, é a proteção doDNA. Diversos antioxidantes, como oascorbato, o tocoferol e certos fenólicos,podem proteger o material genético dosefeitos deletérios provocados pelas espéci-es reativas do oxigênio, nitrogênio e demetais (Ferrari, 2001).

O isolamento de compos-tos de alimentos consumidos no país e oteste de suas possíveis atividades anti-mutagênicas podem ser realizados atravésda técnica “single-cell gel eletrophoresisassay” ou ensaio cometa (Noroozi et al.,1998). O ensaio cometa consiste na expo-sição das células a baixas concentraçõesde peróxido de hidrogênio (H

2O

2) que em

meio alcalino provoca lise nuclear demodo que o material nuclear é liberado donúcleo, formando uma cauda de cometa,revelada em “slides” de gel de agarose. Ainibição da formação da “cauda do come-ta” pelo composto em estudo sugere umaatividade anti-mutagênica do mesmo.

Do mesmo modo, pode-se induzir mutações por meio de oxidan-

Figura 1. Mecanismo antioxidante na prevenção da aterosclerose. ERO: espécie reativa deoxigênio; Ox-LDL: LDL oxidada

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tes e realizar o seqüenciamento de umdeterminado conjunto de pares de basesdo DNA. Caso a prévia adição do com-posto em estudo promova inibição do nú-mero de bases nucleotídicas mutadas, talsubstância também apresenta capacidadeanti-mutagênica. Este teste, originalmentecriado por Bruce Ames (Teste de Ames),utiliza linhagens de Salmonella typhimu-rium suscetíveis à mutação (Ames et al.,1975).

Agentes mutagênicostambém podem se ligar quimicamente aoDNA, alterando a expressão gênica. Nestesentido, o malonaldeído (MDA), um dosprincipais produtos secundários da oxida-ção de lipídios, é capaz de se ligar aoDNA, formando principalmente os adutosGuanina-MDA (Hadley e Draper, 1990).Fang et al. (1996) observaram níveis deadutos MDA-DNA 3,6 vezes maiores emleucócitos de indivíduos alimentados comdieta rica em ácidos graxos poliinsatura-dos em relação aos indivíduos que rece-beram dieta rica em ácidos graxos mono-insaturados (7,4 ±8,7 adutos/107 nucleotí-deos versus 1,6 ±1,9 adutos/107 nucleotí-deos). Embora ainda haja muitas dificul-dades técnicas na preparação, interpreta-ção e análise dos produtos da oxidaçãodo DNA (adutos e outros), conforme dis-cutiu Halliwell (2000), os estudos dietéti-cos podem incorporar mais este arsenalpara avaliar o potencial anti-mutagênicode compostos da dieta.

Expressão gênica mediadapor nutrientes

Desde 1990, com a des-coberta do gene elemento de resposta anti-oxidante (antioxidant-responsive-element”;ARE) por Rushmore e Pickett (1990),hoje um dos maiores desafios da biologiamolecular é testar se um compostodietético (ou sintético) poderia ativar o

ARE provocando uma resposta defensivaantioxidante na célula para remover espé-cies reativas oxidantes.

Para estudar tais ques-tões, sugere-se a leitura do trabalho deChesters (1998) para compreensão das di-versas técnicas de Biologia Molecular.Destas, destacam-se a hibridização do ge-noma, o “northern blotting” (para estima-ção do RNA mensageiro, que codifica amensagem para a síntese de uma proteí-na), a clonagem do genoma, a reação depolimerase em cadeia (polymerase chainreaction; PCR) para a multiplicação daquantidade de DNA da amostra, o se-qüenciamento do DNA (para que sejamconhecidas, na seqüência correta, as com-posições de nucleotídios e bases nitroge-nadas do DNA) e as proteínas produzidaspelo RNA mensageiro. A tecnologia dos“microchips” de oligonucleotídeos (bio-chips) propiciou um grande avanço no es-tudo da expressão gênica e identificaçãode proteínas (Askari et al., 2001; More-no-Aliaga et al., 2001).

A Figura 2 esquematizaa ativação do ARE ou ERA (elemento deresposta antioxidante) como importanteação antioxidante de um fitoquímico.

A avaliação do potenci-al antioxidante de substâncias presentesem alimentos também pode ser realizadamediante testes de produção de antioxi-dantes celulares, como superóxido dis-mutase (SOD), catalase (CAT) e gluta-tiona peroxidase (GPx), em células san-guíneas (Kinscherf et al., 1998; Matés etal., 1999), no figado (Yamamasu et al.,1997), no cérebro (Chan, 1996), no co-ração (Yen et al., 1996) e em outros ór-gãos e tecidos importantes.

Também pode se estudarse compostos presentes em alimentos sãocapazes de ativar a produção de outrosfatores antioxidantes citoprotetores, comoo fator-1 induzido pela hipóxia (hypoxia-

inducible factor-1; HIF-1) e as chapero-nas ou proteínas do choque térmico(heat-shock proteins; HSPs), que prote-gem tanto o miocárdio (Williams e Ben-jamin, 2000) quanto o sistema nervosocentral (Sharp et al., 1999) da ação dele-téria de espécies oxidantes.

O Selênio, reconhecidoantioxidante, anticancerígeno e inibidorda morte celular (Schrauzer, 2000), apre-senta-se principalmente na forma deselenocisteína, que é incorporada às seteformas conhecidas de selenoproteínas(Lescure et al., 2000). Estudar o potenci-al de alimentos ricos em Selênio em ati-var a produção de selenoproteínas tam-bém constitui uma linha de pesquisa rele-vante.

Expressão gênica e obesidade

A regulação genético-bi-oquímica do acúmulo de gordura nos teci-dos adiposos é outra questão crucial paraa compreensão da obesidade e seusdeterminantes. A síntese de gordura atra-vés da glicose requer que esta sofra umafosforilação mediada pela glicoquinase(EC 2.7.1.2) para formar a glicose-6-fosfato (G-6-P). A G-6-P sensibiliza genesdo elemento de resposta à glicose (glucoseresponse element; GRE) que, através defatores de transdução, ativam a síntese daenzima ácido graxo sintase (EC 2.3.1.85),convertendo intermediários da glicose emácidos graxos no interior de adipócitos(Ferré, 1999). Um dos principais fatoresde transcrição do GRE é o ADD1, quepertence ao grupo dos elementos regulado-res de esteróis (sterol regulatory elementbinding protein-1; SREBP1), cujasuperexpressão em camundongostransgênicos provoca uma elevadíssimaprodução de ácido graxo sintase e a for-mação da esteatose hepática. Por outrolado, a ativação de GRE e da ácido graxosintase é inibida por uma enzima quinasedependente de AMP (AMP-activatedprotein quinase; AMPK) (Ferré, 1999). Ocontrole da adipogênese e lipogênese de-pende também de outros genes. Em ca-mundongos, mutações em cinco genes[obeso (ob), diabetes (db), “agouti yellow’(Ay), “fat” e “tubby”] são responsáveispelo desenvolvimento da obesidade (Leibelet al., 1997; Moreno-Aliaga et al., 2001).A Leptina, produto do gene ob, controla oapetite e o balanço energético. Mutaçõesno gene ob diminuem a produção deLeptina, tendo como conseqüência o de-senvolvimento da obesidade; e a adminis-tração de Leptina provoca diminuição dopeso naqueles animais (Leibel et al.,1997). Middleton et al. (2001) demonstra-ram que há uma relação inversa entre osníveis intracelulares de colesterol e a ati-

Figura 2. Mecanismos antioxidantes mediados pela ativação do Elemento de Resposta Anti-oxidante (ERA).

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vação gênica mediada pela adenosina-mo-nofosfato cíclica (AMPc). O metabolismode lipídios também é dependente da ativi-dade dos receptores nucleares para a proli-feração de peroxisomos (PPAR). Estes re-ceptores, promovem a proliferação de pe-roxisomos, que estimulam a adipogênese,e encontram-se em níveis elevados em pa-cientes com obesidade e diabetes. Dietasricas em ácidos graxos saturados estimu-lam o sistema PPAR, tendo como conse-qüências hiperplasia e hipertrofia de adi-pócitos; ao passo que aquelas ricas emácidos graxos poli-insaturados (n-3), ini-bem a adipogênese. Outros detalhes en-contram-se em Uauy et al. (2000). O estu-do de fatores nutricionais que possam con-trolar a expressão gênica é crucial para adescoberta de novas formas de controle eterapias da obesidade.

Estudos para compreen-der melhor os papéis desempenhados pe-los nutrientes e fitoquímicos sobre a ex-pressão gênica são recomendados peloInstituto de Tecnologia de Alimentos dosEUA (IFT, 2001), sendo fundamentaispara a caracterização de alimentos modi-ficados geneticamente (AMG).

A União Européia e aFAO classificaram os AMG em três cate-gorias: a) Aqueles que apresentam a mes-ma composição do parental, ou seja, nãodiferem geneticamente daquele que lheoriginou. b) Aqueles que apresentam amesma composição, excetuando-se umacaracterística bem-definida. c) Aquelesque diferem do parental. Para o grupo a,a avaliação de seguridade obriga apenas acaracterização da inserção gênica realiza-da; enquanto que para o grupo b é neces-sário avaliar a seguridade das proteínasexpressas. Além das avaliações supracita-das, estudos toxicológicos completos de-vem ser realizados para o último grupo(Martens, 2000).

Inibição ou Ativação da Apoptoseatravés de Fitoquímicos: Chave paraa Prevenção das Doenças Neurológicasou para o Combate às CélulasCancerígenas

Introduzida definitiva-mente em 1972 por Kerr e colaboradores(Kerr et al., 1972), a apoptose ou mortecelular programada (MCP) é um tipo es-pecial de morte celular que ocorre desdeorganismos unicelulares (protozoários,bactérias, fungos, etc) até a espécie hu-mana (Evan e Littlewood, 1998; Ferrari,2000a,b). Ainda no período embrionário,ocorre MCP das células interdigitais paraque sejam formados os dedos das mãos edos pés do novo ser humano.

A apoptose ocorre emdiversos processos fisiológicos normais

do organismo e também em diversas dis-funções ou doenças, como na morte delinfócitos e de neurônios durante a infec-ção pelo HIV, na morte de neurônios nademência e até mesmo na morte de célu-las do miocárdio após a isquemia ou oinfarto do miocárdio (Thompson, 1995;Peter et al, 1997; Ferrari, 2000a).

Um dos principais gru-pos de substâncias tóxicas capazes de in-duzir tanto a morte celular acidental egrave, a necrose, quanto a subletal MCP,a apoptose, é representado pelos radicaislivres do oxigênio e nitrogênio (Ferrari,2000b).

Todavia, a vitamina C, otocoferol, carotenóides e diversos antioxi-dantes sintéticos (N-acetil-cistetína, tro-lox, ebselen) são capazes de remover assubstâncias oxidantes e inibir a morte ce-lular tanto in vitro quanto in vivo (Ferra-ri, 2000a,b).

Por outro lado, a ativa-ção da apoptose tem sido um dos artifíci-os estudados pelo homem para a elimina-ção de células envelhecidas ou canceríge-nas. Assim, diversos produtos naturaistem sido estudados no sentido de protegero coração ou os tecidos nervosos daapoptose ou de induzí-la para eliminarcélulas neoplásicas. Na Tabela I, estãoagrupados fatores capazes de induzir eoutros de suprimir a apoptose, podendo

estar os primeiros associados à patogeniae os últimos à prevenção de doenças.

Dentre as doenças asso-ciadas à diminuição da apoptose temosalgumas infecções virais, doenças linfo-proliferativas e tumores. Ao contrário, naAIDS, na colite ulcerativa, no diabetesmellitus, na falência hepática, no infartodo miocárdio, na intoxicação etílica, naosteoporose, na tireoidite de Hashimoto enas diversas doenças neurodegenerativas(Mal de Parkinson, degeneração cerebe-lar, Mal de Alzheimer, esclerose lateralamiotrófica, retinite pigmentosa, etc),ocorre apoptose em expressivo número decélulas (Ferrari, 2000a,b; Peter et al.,1997; Thompson, 1995).

A Ativação da Apoptosecomo Mecanismo Anti-Tumoral

Muitas pesquisas estãosendo realizadas no sentido de se deter-minar os efeitos pró-apoptóticos de subs-tâncias naturais com potencial para aquimioprevenção ou tratamento do cân-cer. Sabe-se que o consumo de alho estárelacionado a menor risco de câncer. Oalho contém alicina, substância capaz deprovocar apoptose de células tumorais invitro (Wagner, 1999). Pesquisadores doJapão observaram que os polifenólicos docaqui (Diospyros kaki L.) foram capazes

Fonte: Ferrari (2000a).

TABELA IFATORES REGULADORES DA APOPTOSE E SITUAÇÕES CORRELATAS

Agentes indutores da apoptose Agentes supressores da apoptose

- Etanol- Metais e outros Agentes químicos- Peptídio β-amilóide (Alzheimer)- Drogas Quimioterapêuticas- Radiação (UV e gama)- Frio e calor- Material particulado (asbesto e sílica)- Proteína gp120 do VIH- Toxinas bacterianas- Oncogenes (myc, rel, E1A, E2F, Ras)- Supressores tumorais (p53)- Deprivação de nutrientes- Células T citotóxicas (granzima B)- Fator de Necrose Tumoral – TNF- Fator de Crecimento Tumoral TGF-β- Neurotransmissores excitotóxicos em

diversas doenças neurodegenerativas(dopamina, glutamato e NMDA)

- Glicocorticóides (estresse)- Elevação do Cálcio intracelular

(doenças neurodegenerativas, estresseoxidativo, cardiopatias isquêmica eaterosclerótica)

- Oxidantes/radicais livres (vários)

- Promotores tumorais (fenobarbital ehexaclorociclohexano)

- Inibidores de protease que clivam acisteína

- Inibidores de calpaína- Genes virais [Herpesvírus (γ1345),

Vírus Epstein-Barr (BHRF-1, LMP-1),Cowpox (crmA), Baculovirus (IAP,p35), Vírus da febre suína africana(LMW5-HL) e Adenovírus (E1B)]

- Androgênios e Estrogênios- Zinco - Aminoácidos neutros- Matrix extracelular- Fatores de crescimento- Ligador do receptor CD40- Antioxidantes celulares (Zinco, cobre,

Superóxido Dismutase, Catalase,Glutationa peroxidase)

- Antioxidantes dietéticos (Selênio-ebselem, compostos com grupos tióis,ácido ascórbico, α-tocoferol, N-acetil-cisteína, trolox, L-cisteína)

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de induzir, in vitro, a apoptose de célulasde leucemia linfocítica humana (Achiwaet al., 1997). Há muitos anos já se sabiatambém que o consumo de chá (verde oupreto) diminuía o risco de câncer (diges-tório, especialmente) nas populações doOriente. Yang et al. (1998) demonstraramque os polifenólicos do chá foram capa-zes de induzir a apoptose em diversas cé-lulas tumorais humanas em cultura.

Um caso intrigante é oda ß-lapachona (3,4-dihidro-2,2-dimetil-2H-nafto-[1,2,-b]piran-5,6,-diona), sinteti-zada a partir da adição de ácido sulfúricoao composto lapachol, isolado da plantaTabecuia avellanedae, encontrada no Bra-sil. A ß-lapachona é capaz de induzir aformação de radicais livres e conseqüen-temente de promover a apoptose de célu-las de leucemia humana in vitro (Chau etal., 1998). Ao contrário, o éster de feniti-la do ácido cafeico, encontrado no própo-lis, induz a apoptose de células leucê-micas HL-60, in vitro, através da dimi-nuição do potencial transmembrana mito-condrial, da diminuição do GSH e da re-moção do H

2O

2, mas não do O

2- (Chen et

al., 2001).Sabe-se que o resvera-

trole, polifenólico da casca das uvas, pre-sente em sucos de uva e vinhos, é capazde diminuir a formação de tumores emanimais, efeito este mediado, ao menosem parte, pela inibição da proliferação

celular e da indução da MCP (Huang etal., 1999).

É sabido que o apareci-mento de mutações no DNA celular, pro-movidas por agentes patogênicos (radicaislivres, toxinas, metais, fontes energéticas,etc), pode desencadear a perda do contro-le na proliferação celular, tendo comoconseqüência um fenótipo celular oncogê-nico. Neste sentido, fatores da dieta po-dem induzir a apoptose de células neo-plásicas desde os estágios iniciais da car-cinogênese, impedindo a expansão proli-ferativa das células transformadas e a for-mação dos tumores (Ferrari, 2000a). Cer-tamente, fatores da dieta também diminu-em o risco de cânceres através de outrosmecanismos, como a remoção de radicaislivres do oxigênio e a detoxificação dexenobióticos (Lampe, 1999).

Como principais indica-dores da apoptose temos as característicasmorfológicas da célula, a ativação dogene p53 (e a produção de sua proteínaP53) e das enzimas caspases, que execu-tam a morte celular apoptótica, e a frag-mentação nuclear (Figura 3). As princi-pais vias celulares e moleculares daapoptose induzida por radicais livres eprodutos da peroxidação de lipídeos fo-ram revisadas (Ferrari, 2000b). Detalhessobre os protocolos para estudar os possí-veis efeitos pró-apoptóticos de nutrientese substâncias funcionais de alimentos na

ativação de p53, das caspases e da frag-mentação nuclear podem ser encontradosem Anjum e Khar (1997), Chau et al.(1998), Kinscherf et al. (1998), Stridh etal. (1998). Para diferenciação de necrosee apoptose veja Chau et al. (1998) e Fer-rari (2000a).

A Inibição da Apoptose Resguardaas Células, Protegendo Órgãos Vitais

Todavia, os efeitos antia-poptóticos são importantes para evitar aperda celular em órgãos essenciais, comoo fígado, o cérebro, o pâncreas, o cora-ção, os rins, etc. Neste caso, diversos an-tioxidantes de origem natural podem sercandidatos a compostos capazes de inibira morte celular e proteger tecidos e/ouórgãos essenciais ao adequado funciona-mento do organismo, uma vez que diver-sos tecidos são formados por células es-pecializadas com baixa capacidade pro-liferativa, o que dificulta ou simplesmenteimpede a regeneração de um órgão. Opapel dos antioxidantes e as principaisvias celulares e moleculares que podemser alvo para o estudo de nutrientes anti-apoptóticos começam a ser esclarecidas(Ferrari, 2000b).

Para estudar a inibiçãoda apoptose, podem ser avaliados os mes-mos parâmetros acima descritos e tam-bém a ativação do gene antiapoptóticobcl-2 e a conseqüente produção da proteí-na antiapoptótica Bcl-2 (Anjum e Khar,1997; Chan, 1996), além de outras viasencontradas na Figura 3.

Discussão e Conclusão

Uma das maiores polê-micas dos estudos nutricionais têm sido oparadoxal efeito da suplementação comvitaminas antioxidantes para a prevençãodo câncer. Alguns estudos demonstraramque a suplementação com ß-caroteno au-mentou o risco de câncer pulmonar emfumantes inveterados, enquanto que dimi-nuiu o risco de câncer gastroesofágicoem desnutridos (Yang, 2000; Silva e Na-ves, 2001). Estudos sobre expressão degenes mediada por nutrientes poderão serfundamentais para começar a compreen-der em que situações os antioxidantes re-almente diminuem o risco de câncer e emquais eles não são eficazes.

Ademais, diversas análi-ses de estudos epidemiológicos com sereshumanos têm evidenciado que há uma as-sociação inversa entre a ingestão de frutase hortaliças e o risco de doenças cardio-vasculares (Ferrari, 1998, 2001). Em parti-cular, têm sido demonstradas associaçõesinversas entre a ingestão de carotenóides,vitamina C, vitamina E, fenólicos (diver-

Figura 3. Mecanismos gerais de ativação ou supressão da Apoptose. EM:esfingomielinases; FL: fosfolipases; bcl-2: proteína de linfoma de células B; AIF: fatorindutor de apoptose; NFkB: fator nuclear κß; DISC: complexo indutor de apoptose; rb:gene do retinoblastoma; myc: gene de controle da proliferação; rpr: gene “reaper” deDrosophila sp; bax: gene ativador da apoptose via mitocôndria; bad: gene inibidor daapoptose via inibição de bax; Setas: indução da apoptose; Linhas pontilhadas: inibição daapoptose.

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sos, incluindo o licopeno) e o risco de do-enças cardiovasculares (Kinsella et al.,1993; Ferrari, 1998, 2001; Duthie eBellizzi, 1999; Lampe, 1999). Os ensaioslaboratoriais são fundamentais para elu-cidar quais os mecanismos de ação dosnutrientes e não nutrientes da dieta quesão responsáveis por tais efeitos benéficosobservados em estudos epidemiológicos.

Com esta grande biodi-versidade, até quando vamos continuarinvestindo pouco em Educação, Pesquisae Divulgação Científica, perdendo a opor-tunidade de isolar e descobrir novos com-postos da dieta capazes de proporcionaruma alimentação mais saudável para di-minuir os riscos ou mesmo tratar doençascrônicas do cérebro ou o câncer?

Uma das saídas é o tra-balho em conjunto de diversos laboratóri-os de pesquisa da mesma Universidade,entre diferentes Universidades, ou mesmode outros países, possibilidade que vemsendo exercida através do programaINFOODS da FAO (Chávez e Chávez,1999) e que pode ser ampliada através deoutras iniciativas. Ademais, é urgente anecessidade da formação de grupos depesquisa multidisciplinares com biólogosmoleculares, farmacêutico-bioquímicos,químicos, biomédicos, médicos, nutricio-nistas e outros profissionais da Área deAlimentação e Nutrição.

AGRADECIMENTOS

Ao CNPQ (ConselhoNacional de Desenvolvimento Científico eTecnológico) e à FAPESP (Fundação deAmparo à Pesquisa do Estado de SãoPaulo) pelo financiamento de nossas pes-quisas.

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