Mücadelelerin Sebepleri ve Bu Mücadelelerde Etkili Olan Faktörler

Os primeiros estudos sobre a Proteína Óssea Morfogenética (BMP) advêm de 1960, pela observação da capacidade de formação óssea intramuscular e subcutânea em roedores, após o uso de matriz óssea desmineralizada (GRANJEIRO et al., 2005). Destaca-se o estudo de Urist, em 1965, que implantou osso desvitalizado em defeitos ósseos em animais e humanos e observou a neoformação óssea após algumas semanas. Sabendo da importância da aplicabilidade clínica desta descoberta, diversos estudos foram realizados para identificar especificamente qual substância seria responsável pela formação óssea (SOARES, 2008; DIMITRIOU; TSIRIDIS; GIANNOUDIS, 2005).

As BMPs são componentes da superfamília de ligantes do fator transformador de crescimento-β (TGF-β), secretados no meio extracelular, com mecanismos de comunicação intercelular por meio de ligantes e receptores específicos em diversas células alvo como células mesenquimais, epiteliais, neurais e monócitos (CALVO et al., 2009; SOARES, 2008).

Dentre as diversas funções do TGF-β estão a capacidade de promover o reparo de tecidos após a diminuição da inflamação e de reações imunológicas, estimular a síntese de colágeno, induzir macrófagos e fibroblastos a produzirem enzimas modificadoras de matrizes e promover a angiogênese (ABBAS; LICHTMAN; PILLAI, 2011).

Os membros da família de TGF-β são denominados de proteínas ósseas morfogenéticas (BMPs), proteínas osteogênicas (OPs), proteínas morfogenéticas derivadas de cartilagem (CDMPs) e fatores de diferenciação e crescimento (GDFs). Porém, outras moléculas semelhantes às BMPs têm sido descritas em diversas espécies. Mais de 30 tipos de BMPs já foram descritos e classificados de acordo com suas similaridades estruturais (BALEMANS; HUL, 2002).

Os membros da família TGF-β são caracterizados pela presença de sete cisteínas conservadas na dobragem terciária e quaternária, porém as BMPs diferenciam-se desta superfamília por possuírem uma estrutura principal 40 a 50% semelhante à do TGF-β assim como alguns segmentos alinhados de sequências comuns e exibem duas cisteínas conservadas extras. Além da família de ligantes relacionados às BMPs, que representam fatores de diferenciação de crescimento (GDFs), outros ligantes estão inclusos nesta superfamília como as ativinas, inibinas, homônio anti-mülleriano e nodal. (GRANJEIRO et al., 2005; CALVO et al., 2009).

As BMPs consistem de dímeros cujas cadeias de monômeros estão unidas por ligações dissulfeto. Cada monômero é constituído de três ligações dissulfeto que configuram sua estrutura e unem grupamentos de cisteína que caracterizam o monômero e variam em cada

BMP. Possuem uma α-hélice localizada perpendicularmente oposta às quatro lâminas-β anti-

paralelas que se conformam em duas projeções semelhantes a dedos. BMPs são proteínas compostas por um peptídeo sinalizador, um pré-domínio e um domínio maduro. Após a secreção e eliminação do peptídeo sinalizador, esses monômeros ou pré-proteínas, sofrem dimerização e são clivadas por enzimas proteolíticas específicas para gerar o ligante maduro ativo (GRANJEIRO et al., 2005; CALVO et al., 2009).

Após a dimerização (Figura 01), observa-se uma única ligação dissulfeto intermolecular, ligando Cys-103 da lâmina-β5, de cada monômero. Esta dimerização é um pré- requisito para que estas proteínas se apresentem em sua forma ativa, tanto como moléculas homodímericas (duas cadeias idênticas) e heterodímericas (duas cadeias diferentes) (GRIFFITH et al., 1996; CALVO et al., 2009).

Fonte: Mueller e Neckel, 2012.

Entre os diversos ligantes que compõem esta subfamília destacam-se a BMP2, BMP3, BMP4, BMP5, BMP6, BMP7, BMP8a, BMP8b, BMP9, BMP10, BMP11, BMP12, BMP13, BMP14 e BMP15. Deve-se enfatizar que a BMP1, apesar de ser chamada de BMP, não deve se relacionada como BMP, pois na verdade esta é uma proteinase que age na clivagem de fibrilas pró-colágeno e chordin, ou seja, apresentando ação antagonista (CALVO et al., 2009).

Inicialmente, a BMP foi relacionada apenas à formação de cartilagem e osso porém, sabe-se que estas proteínas estão envolvidas em diversos processos biológicos, como proliferação, diferenciação, quimiotaxia e apoptose durante processos de desenvolvimento, e/ou patológicos devido à presença de BMPs ou seus receptores em diversos neoplasmas, levando-se a crer que estas proteínas participam também do desenvolvimento e progressão de tumores (KUMAMOTO; OOYA, 2006).

Além disso, estão envolvidas na formação de diversos órgãos como rins, olhos, cérebro, fígado, pulmões, dentes, pele e anexos cutâneos (MIYAZONO; KUSANAGI; INOUE, 2001; SOARES, 2008). Esta subfamília é reconhecida por sua influência na indução osteogênica. Porém, estas também desempenham um importante papel na homeostase tecidual, proliferação celular e no controle de diferenciação (CALVO et al., 2009).

2.3.2 Receptores

Assim como na superfamília TGF-β, a transdução de sinais das BMPs é realizada pela ligação de um dímero ativo a dois tipos diferentes de receptores transmembranares (BMPRs) que são quinases tipo treonina/serina, que de acordo com sua homologia de sequências e propriedades funcionais, podem ser classificados como receptor tipo I e tipo II (GRANJEIRO et al., 2005).

Atualmente, são conhecidos sete receptores tipo I: activina semelhante a quinase 1 (ALK-1), ALK-2, ALK-3, ALK-4, ALK-5, ALK6, ALK-7 e cinco receptores tipo II: receptor TGF-β tipo II (TβR-II), receptor BMP tipo II (BMPRII), receptor activina tipo II e tipo IIB (ActR-II e ActR-IIB) e receptor tipo II da substância inibidora de Mulleriano (MISR-II). Estes receptores são glicoproteínas com polipeptídios de 500 a 570 aminoácidos, organizados em três diferentes domínios: extracelular amino-terminal, região transmembranar de extensão única e

intracelular de quinase tipo treonina/serina carboxi-terminal (CALVO et al., 2009; HARTH, 2010). De acordo com Hsu et al. (2005), somente três receptores tipo I possuem interações com BMPs (ALK-2, ALK-3 e ALK-6), assim como apenas três receptores tipo II (BMPRII, ActR- II e ActR-IIB).

O domínio extracelular destes receptores é responsável pela ligação com as diversas BPMs de acordo com sua especificidade. Os receptores tipo II estão presentes constitutivamente ativos e facilmente se ligam a proteínas do meio extracelular e possuem baixa afinidade para proteínas intracelulares, somente estes não são capazes de iniciar a transdução de sinais, sendo necessária formação de um complexo com o receptor tipo I de alta afinidade. Este processo de recrutamento do segundo receptor é chamado de oligomerização (NOHE et al., 2002;SIMIC; VUKICEVIC, 2007; SOARES, 2008; HARTH, 2010).

Calvo et al. (2009) afirmam que moléculas de BMPs heterodiméricas possuem um poder de ação potente, quando comparados com moléculas homodiméricas. Quanto aos heterodímeros de BMPs, Harth (2010) sugere que dois receptores tipo I e dois receptores tipo II podem ser teoricamente requeridos para ligarem-se as distintas interfaces de um ligante heterodimérico.

Após a formação deste complexo BMP - receptor II – receptor I, o receptor tipo II torna- se responsável pela fosforilação do domínio Gly-Ser (GS) no receptor tipo I, ativando as quinases deste último receptor, que por sua vez ativa e determina o modo de sinalização pela fosforilação de componentes intracelulares chamados Smads (Figura 02) (MIYAZONO; MAEDA; IMAMURA, 2005; HSU et al., 2005; CALVO et al., 2009).

Fonte: Simic e Vukicevic, 2007.