Papel da exposição à Hidroquinona na artrite reumatoide experimental induzida pelo colágeno / Role of Hydroquinone exposure on experimental collagen-induced arthritis

Artrite reumatoide (AR) é uma doença autoimune, que causa inflamação crônica nas membranas sinoviais de diversas articulações. O modelo experimenal de artrite induzida pelo colágeno (AIC) é empregado para investigar os mecanismos da AR e para identificar potenciais agentes terapêuticos. Embora a etiologia da AR ainda seja desconhecida, há evidências que a AR se desenvolve em indivíduos predispostos geneticamente, após exposição a fatores ambientais, como o tabagismo, que se destaca como maior fator de risco para indução da AR e para o agravamento em pacientes com AR já estabelecida. Porém, o mecanismo efetivo da ação dos diversos componentes do cigarros ainda precisa ser elucidado. A Hidroquinona (HQ) é um composto fenólico, encontrada em concentração elevada no cigarro, com maior ativade pró-oxidativa, além de ser produto da biotransformação do benzeno, também encontrado no cigarro. Neste caso, a HQ é responsável pela imunotoxicidade e mielotoxicidade do benzeno. Devido a alta exposição de fumantes à HQ e a associação do tabagismo com a AR, investigamos se a exposição à HQ teria participação no desenvolvimento da AIC em ratos Wistar. Para tanto, animais foram expostos à HQ em diferentes protocolos experimentais, a saber: A - por 35 dias consecutivos, durante fase de indução e desenvolvimento da artrite; B - por 14 dias consecutivos, até a segunda injeção de colágeno, na fase de sensibilização e indução da AIC; C - por 7 dias consecutivos, do 29º ao 35º dia, na fase posterior ao desenvolvimento da AIC. Os resultados obtidos mostraram que a HQ agravou a AR nos 3 grupos experimentais, aumentando os parâmetros clínicos, o número de células no líquido sinovial, a inflamação nas sinóvias, caracterizada por maior influxo de neutrófilos, proliferação de sinoviócitos (histologia por HE e imunohistoquímica), aumento nos níveis de IL-6 e IL-1ß (ELISA) no líquido sinovial e rearranjo do colágeno na sinóvia (microscopia por segundo harmônico). No entanto, os efeitos mais acentuados foram observados em animais dos grupos A e C, que também tiveram perda de peso significativa. Ademais, exposição à HQ, nos 3 grupos experimentais, causou expressão aumentada do receptor aril hidrocarboneto (AhR), um receptor ativado por xenobióticos durante a AR, e aumento nos níveis do fator de transcrição ROR e de IL-17 na sinóvia. Como AhR/ROR/IL-17 em linfócitos e neutrófilos é uma via importante na gênese da AR, ensaios in vitro foram realizados para elucidar o papel da HQ nesta via. A incubação com HQ in vitro de esplenócitos de animais naive elevou a expressão de AhR e de secreção de IL-17 (por citometria de fluxo), as quais foram bloqueadas pelo antagonista de AhR (α-naftoflavona). Em conjunto, os resultados obtidos nos permitem concluir que a HQ, como um importante componente do cigarro agrava a CIA em ratos, e a ativação via AhR/IL-17 é um possível mecanismo da patogênese da artrite

Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease that causes chronic inflammation in the joint synovial membranes. The experimental model of collagen-induced arthritis (CIA) is used to investigate the involved mechanisms in RA and to identify novel therapeutic agents. The genesis of RA is multifactorial, involving interplay of genetic and environmental factors and smoking is the trigger factor in the development or RA and worsens the pre-existing RA but the mechanisms undlerlying are yet to be elucidated. Hydroquinone (HQ) is a phenolic compound, found in high concentrations in cigarette, where HQ is the major oxidative component. Moreover, HQ is benzene metabolite, which is also found in cigarette smoke, being responsible for the myelotoxicity and immunotoxicity detected during benzene exposure. Due to this association, we aimed to investigate the role of HQ exposure on CIA development in Wistar rats and the involved mechanisms. Animals were exposed to HQ according to different protocols: A - during 35 consecutive days, during the sensitization and devolpment phases of the disease; B - during 14 consecutive days, until the second injection of collagen, during the sensitization phase; C - during 7 consecutive days, from day 29 to 35, after the development phase of CIA. The results showed that HQ worsened the RA in the 3 experimental protocols, HQ elevated the clinical parameters of CIA development, increased inflammation in the synovial membrane, characterized by increased influx of neutrophis, synoviocytes proliferation (visualized by Immunohistochemistry and Histology analysis), augmented the levels of IL-6 and IL-1ß in the synovial fluid (ELISA assay) and led to intense collagen deposition on the synovia. The most pronounced effects where observed in animals from groups A and C, which also had weight body loss. In addition, in the 3 protocols, HQ exposure also increased the expression of AhR receptor, a receptor activated by xenobiotics during RA, and increased the expression of ROR and levels of IL-17 secretion in the synovial membranes. As AhR/ROR/IL-17 in lymphocytes and neutrophils is an important pathway involved in the genesis of RA, in vitro studies have been performed to elucidate the role of HQ exposure in this pathway. The HQ in vitro treatment augmented the expression of AhR and secretion of IL-17 by splenocytes (FACS assay) and the administration of an AhR antagonist (α-naphtoflavone) blocked these effects. Taken together, the results obtained here allow us to conclude that HQ, as an important cigarette component, aggravates CIA in rats, and the activation of AhR/IL-17 pathway is a possible mechanism involved in the RA pathogenesis

O impacto dos aditivos do tabaco na toxicidade da fumaça do cigarro: uma avaliação crítica dos estudos patrocinados pela indústria do fumo / El impacto de los aditivos del tabaco en la toxicidad del humo del cigarrillo: una evaluación crítica de los estudios de la industria del tabaco / The impact of tobacco additives on cigarette smoke toxicity: a critical appraisal of tobacco industry studies

Resumo: A produção de cigarros envolve uma série de substâncias e materiais além do próprio tabaco, do papel e do filtro. Os aditivos do tabaco incluem conservantes, flavorizantes, intensificadores, umectantes, açúcares e compostos de amônio. Embora as empresas produtoras de tabaco aleguem que os aditivos não aumentam a toxicidade da fumaça e não tornam os cigarros mais atraentes ou viciantes, tais alegações são contestadas por pesquisadores independentes. Os autores realizaram uma revisão dos estudos sobre os efeitos dos aditivos sobre a composição química e toxicidade da fumaça. Os aditivos elevam os níveis de formaldeído e causam pequenas alterações nos níveis de outros analitos medidos na fumaça. Estudos toxicológicos (testes de mutagenicidade e de citotoxicidade em células de mamíferos, estudos da exposição por 90 dias por via inalatória em ratos e ensaios do micronúcleo em células da medula óssea) indicaram que os aditivos do tabaco não aumentam a toxicidade da fumaça. Entretanto, é conhecido que os estudos em roedores falham em predizer o potencial carcinogênico da fumaça do cigarro, e os testes realizados tiveram poder estatístico insuficiente para detectar diferenças pequenas, porém relevantes do ponto de vista toxicológico, entre cigarros experimentais (com aditivos) e controles (sem aditivos). Em conclusão, esta revisão da literatura mostrou que o impacto dos aditivos na toxicidade da fumaça do tabaco ainda permanece por ser esclarecido.

Resumen: La producción de cigarrillos involucra un número de sustancias y materiales diferentes al tabaco en sí, papel y filtro. Los aditivos del tabaco incluyen aromas artificiales, potenciadores del sabor, humectantes, azúcares, y compuestos de amonio. A pesar de que las compañías sostienen que los aditivos del tabaco no aumentan la toxicidad del humo y no hacen los cigarrillos más atractivos y adictivos, estas afirmaciones son cuestionadas por investigadores independientes. Este trabajo ha revisado los estudios sobre los efectos de los aditivos del tabaco en la química del humo y su toxicidad. Los aditivos del tabaco conllevan niveles más altos de formaldehído y otros cambios menores en los análisis realizados del humo. Estudios toxicológicos (tests de mutagenicidad en bacterias y citotoxicidad en mamíferos, ensayos de inhalación en ratas 90 días y células del micronúcleo de la médula ósea) mostraron que los aditivos del tabaco no aumentaron la toxicidad del humo. Los ensayos de roedores, sin embargo, no predijeron adecuadamente la carcinogenicidad del humo del tabaco, y no eran claramente suficientes para dar a conocer, sin embargo, las pequeñas, pero toxicológicamente relevantes, diferencias entre el test (con/aditivos del tabaco) y control (sin/aditivos del tabaco) en cigarrillos. Esta revisión de la literatura nos lleva a la conclusión de que el impacto dañino de los aditivos del tabaco en el humo continúa estando poco claro.

Abstract: Cigarette production involves a number of substances and materials other than just tobacco, paper and a filter. Tobacco additives include flavorings, enhancers, humectants, sugars, and ammonium compounds. Although companies maintain that tobacco additives do not enhance smoke toxicity and do not make cigarettes more attractive or addictive, these claims are questioned by independent researchers. This study reviewed the studies on the effects of tobacco additives on smoke chemistry and toxicity. Tobacco additives lead to higher levels of formaldehyde and minor changes in other smoke analytes. Toxicological studies (bacterial mutagenicity and mammalian cytoxicity tests, rat 90 days inhalation studies and bone-marrow cell micronucleus assays) found that tobacco additives did not enhance smoke toxicity. Rodent assays, however, poorly predicted carcinogenicity of tobacco smoke, and were clearly underpowered to disclose small albeit toxicologically relevant differences between test (with tobacco additives) and control (without tobacco additives) cigarettes. This literature review led to the conclusion that the impact of tobacco additives on tobacco smoke harmfulness remains unclear.