Estudos demonstram que modelos de camundongos são capazes de recapitular condições humanas e que a maioria dos genes nesses animais apresenta ortólogos no genoma humano. O conhecimento de como a variação genética se traduz em diferentes manifestações clínicas pode ressaltar vias de sinalização, em que fatores externos podem iniciar ou acelerar processos de doenças imunológicas (autoimunes ou inflamatórias), visando a uma potencial prevenção. São realizados estudos com artrite reumatoide induzida para avaliação de mecanismos envolvidos na regulação relacionados a células, mediadores e fatores genéticos. Em relação à carcinogênese, são avaliados os mecanismos celulares, mediadores e fatores genéticos de predisposição ao desenvolvimento de tumores induzidos por carcinógenos químicos. Para isso, são empregados os modelos de linhagens de camundongos bons e maus respondedores, selecionadas de acordo com a intensidade da resposta imunológica, e que diferem na susceptibilidade à indução de diferentes tipos de tumores. Os dados obtidos com estes modelos podem ser úteis para predizer o risco individual em desenvolver estas patologias e permitir o desenvolvimento de estratégias de prevenção ou tratamento com base em genética.

As linhagens AIRmax e AIRmin, fenotipicamente selecionadas para a intensidade de reação inflamatória aguda, apresentam, como características biológicas decorrentes do processo seletivo, diferença na suscetibilidade a indutores de inflamação e no desenvolvimento de tumores de pulmão, pele, colón e fígado induzidos experimentalmente por agentes químicos carcinogênicos. Isso as torna modelos adequados para estudo terapêutico ou profilático de neoplasias ou doenças de base inflamatória. Sabendo dos efeitos imunomodulatórios e antitumorais in vitro da crotoxina (fração majoritária do veneno da cascavel Crotalus durissus terrificus), este modelo foi empregado para estudar os efeitos da aplicação tópica (pele) ou sistêmica desta molécula em carcinogênese experimental de pulmão, pele e cólon, além de doenças inflamatórias como a colite ulcerativa induzida quimicamente.

O tecido adiposo se mantém em um estado de inflamação crônica de baixo grau que influi em diversos aspectos do organismo. Visto que camundongos AIRmax apresentam ganho de peso maior em relação aos AIRmin, essa linha de pesquisa pretende estudar a inter-relação do perfil de ganho de peso com a regulação genética da inflamação. Com esse objetivo, são investigados os parâmetros inflamatórios e de obesidade utilizando as linhagens AIRmax, AIRmin e suas sublinhagens. Tais pesquisas visam o estabelecimento de um modelo experimental que pode ser útil em estudos sobre a relação entre obesidade e inflamação.

Camundongos bons e maus respondedores representam extremos de reatividade encontrados em populações naturais. Assim, podem ser indicadores da ocorrência de efeitos adversos por reações muito fortes, ou ausência de proteção por reação fraca. A linha de pesquisa estuda o papel do adjuvante na capacidade de produção de anticorpos, bem como a resposta celular após a estimulação do sistema imunológico com anatoxinas presentes na vacina tríplice bacteriana nos camundongos selecionadas para capacidade de alta (High) e baixa (Low) produção de anticorpos a antígenos complexos. Neste aspecto, é estudada a eficácia da Silica Mesoporosa SBA-15 como adjuvante e/ou transportador para o desenvolvimento de vacina oral.

Para avaliar os mecanismos envolvidos na resposta imune adaptativa é utilizada a vacina inativada contra o vírus SARS-CoV-2 Coronavac, desenvolvida para controlar a infecção por Covid-19. São avaliadas as dosagens de anticorpos e tipos celulares ativados após a imunização nos camundongos fenotipicamente selecionados para alta (HIII) ou baixa (LIII) produção de anticorpos, que representam uma população com diferentes padrões de resposta imune.

A resposta a antígenos virais que podem ter impacto na evolução clínica vem sendo estudada em colaboração com pesquisadores da Universidade Federal de Goiás (UFG) e do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC/FMUSP). São analisadas a produção de anticorpos dirigidos às proteínas recombinantes do nucleocapsídeo (NP), da spike (S) e o domínio de ligação ao receptor (RBD), e a resposta celular pela análise ex-vivo de citocinas no plasma no curso da infecção pelo vírus SARS-CoV-2.

Nos animais selecionados para diferença na resposta inflamatória aguda (AIR), foi observada uma variação na liberação de interleucina 1beta (IL-1β) após a ativação do inflamassoma – o que se deve ao polimorfismo no gene Pycard. Por meio de ensaios de associação entre marcadores do tipo SNP e resposta inflamatória em animais bons e maus respondedores, foi identificada uma mutação no gene Pycard que codifica a proteína ASC (apoptosis associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain). Essa mutação, presente apenas nos maus respondedores, é responsável pela deficiente produção de IL-1β, dependente da ativação do inflamassoma nestes animais.

A ASC é uma proteína adaptadora no complexo para a liberação de IL-1β numa polimerização semelhante a príon, formando agregados denominados ASCspecks – após serem secretados, esses agregados podem ser fagocitados por células vizinhas, o que ativa um processo de amplificação do processo inflamatório.

Desta forma, foram feitos acasalamentos assistidos para produzir duas sublinhagens homozigotas: AIRminC/C e AIRminT/T, fixando os alelos do gene Pycard ao fundo genético AIRmin. Os animais AIRminC/C apresentam ativação do inflamassoma, mas com menor liberação de IL-1β em relação aos AIRmax; já os animais AIRminT/T não apresentam ativação dessa via. Esse modelo de animais está sendo utilizado para a compreensão do papel desenvolvido pelo inflamassoma em diferentes fenótipos. Um dos estudos em andamento refere-se ao papel do gene Pycard na asma induzida por ovalbumina, avaliando o efeito do polimorfismo do gene na evolução da doença com o objetivo de estabelecer um biomarcador de susceptibilidade ou alvo para a terapia.

O Centro de Excelência para a Descoberta de Novos Alvos Moleculares (CENTD) tem como objetivo encontrar novos alvos envolvidos em eventos inflamatórios e sobrevida celular para intervenção terapêutica em doenças articulares (artrite reumatoide e osteoartrite) e câncer, usando frações proteicas ou peptídeos derivados de toxinas animais de diferentes origens. O centro é fruto de uma parceria entre Instituto Butantan, GSK e Fapesp.

Pesquisadores do laboratório participam como PIs ou colaboradores do CENTD, tanto na coordenação do rastreamento de toxinas com provável ação anti-inflamatória em ensaios in vitro com células que participam das articulações como condrócitos, sinoviócitos, neurônios e monócitos, como na condução e estabelecimento das condições para estudo da ativação do inflamassoma nestes ensaios.

São realizados ensaios in vivo com camundongos, em protocolo clássico de indução da artrite reumatoide experimentalmente por injeção intraperitoneal de óleo mineral pristane: os bons respondedores para a resposta inflamatória são sensíveis, enquanto os maus respondedores são resistentes ao desenvolvimento da doença. A análise por métodos de bioinformática, comparando conjuntos de dados de expressão gênica global de tecido sinovial de pacientes com artrite com os de patas de camundongos tratados ou controles, mostra que vias metabólicas semelhantes são enriquecidas na doença nos camundongos selecionados e em humanos. O modelo foi validado pela GSK para ensaios pré-clínicos de compostos candidatos com ação anti-inflamatória.