As doenças cardiovasculares são uma das principais causas de morte em todo o mundo, sendo a doença cardíaca isquêmica responsável por 49,2% desses óbitos. O infarto do miocárdio (IM) é tipicamente causado pela obstrução de artérias ou enxertos de bypass por trombose, caracterizado por uma redução súbita do fluxo sanguíneo para o miocárdio, levando, em última instância, à insuficiência cardíaca e à morte miocárdica. Apesar dos avanços significativos no tratamento do IM, ele permanece uma doença globalmente prevalente, com alta morbidade e mortalidade. Embora os métodos de tratamento tenham melhorado, muitos desafios persistem na identificação de uma estratégia terapêutica ideal.¹ Durante o IM, ocorre morte celular miocárdica, o tecido na área infartada sofre necrose e uma resposta inflamatória é ativada. As células imunes podem tanto promover a morte celular miocárdica e a inflamação, quanto facilitar a regeneração do miocárdio danificado, tornando-se um componente importante na pesquisa da doença.² A remodelação miocárdica após o IM é um processo complexo de reparo caracterizado pela infiltração de vários tipos de células imunes.³ Doenças metabólicas relacionadas, como hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia, diabetes tipo 2 e hipertensão, estão associadas à ativação de células imunes. Esses fatores podem interferir no processo inflamatório de cicatrização após o IM. É evidente que existe uma interação complexa entre células imunes e metabólitos, e essa relação intrincada pode contribuir conjuntamente para a ocorrência e progressão do IM. Isso também sugere que os metabólitos podem atuar como mediadores, influenciando as células imunes e o desenvolvimento da doença. Explorar o papel mediador dos metabólitos plasmáticos na relação entre células imunes e IM pode aprofundar a compreensão geral do IM e fornecer novos alvos terapêuticos e direções de pesquisa.

A análise de randomização mendeliana (RM) é uma técnica estatística que utiliza variações genéticas como variáveis instrumentais (VIs) para explorar relações causais entre fatores de exposição e desfechos. Esse método utiliza efetivamente os resultados de estudos de associação genômica ampla (GWAS), empregando variações genéticas como VIs para investigar a relação causal entre exposição e desfecho.⁴ Atualmente, há uma carência de pesquisas sobre a relação causal entre células imunes mediadas por metabólitos plasmáticos e IM. Este estudo visa utilizar o método de RM para explorar a relação causal entre células imunes e IM, analisar a correlação entre metabólitos relevantes e IM, e revelar como as células imunes influenciam o início e a progressão do IM por meio de vias metabólicas específicas no plasma. Espera-se que os resultados deste estudo forneçam suporte teórico para estratégias de tratamento clínico baseadas na regulação metabólica, promovam o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas e, em última análise, melhorem o prognóstico de pacientes com IM.

Os 96 metabólitos plasmáticos foram utilizados como fatores de exposição, e os SNPs associados a esses 96 metabólitos plasmáticos foram selecionados como VIs. Uma análise de RM de duas amostras foi conduzida com I9_MI_STRICT como variável de desfecho. A análise identificou relações causais significativas (p<0,05) entre HLA DR em CDs e os seguintes metabólitos: níveis de 5-acetilamino-6-amino-3-metiluracila, razão glicina/alanina, razão serina/treonina, níveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico, razão fosfato/N-acetilneuraminato, níveis de N-acetilglicina e níveis de glicosilceramida (d18:2/24:1, d18:1/24:2).

Os efeitos de mediação (valores β) dos níveis de 5-acetilamino-6-amino-3-metiluracila, da razão glicina/alanina, da razão serina/treonina e dos níveis de N-acetilglicina na relação entre HLA DR em CDs e IM apresentaram sinais opostos aos efeitos totais, indicando que esses efeitos devem ser considerados como mascaradores.¹² Portanto, os níveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico, a razão fosfato/N-acetilneuraminato e a glicosilceramida foram selecionados para a análise de RM de mediação (Tabela 1, Tabela 2). Consequentemente, se pode inferir que os níveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico podem atuar como um fator protetor contra IM, enquanto a razão fosfato/N-acetilneuraminato e a glicosilceramida podem atuar como fatores de risco para IM.

Tabela 1

Exposição	Resultado	Método Estatístico	OR	IC de 95%	Valor - p
Níveis de glucuronídeo de ácido desoxicólico	IM	VIP	0,94	0,89–0,99	0,013
Relação fosfato/N-acetilneuraminato	IM	VIP	1.06	1.01–1.11	0,017
Glicosilceramida	IM	VIP	1.08	1,00–1,16	0,044

IM: infarto do miocárdio; VIP: variância inversa ponderada.

Tabela 2

Metabólito plasmático	Efeito Total (c)	Efeito das células imunes nos metabólitos plasmáticos (a)	Efeito dos metabólitos no IM (b)	Efeito mediado (ab)	Proporção mediada (ab/c)	Efeito Direto (c-ab)
Níveis de glucuronídeo de ácido deoxicólico	0,037	−0,040	−0,064	0,0026	0,070	0,034
Relação fosfato/ N-acetilneuraminato	0,037	0,029	0,058	0,0017	0,046	0,035
Glicosilceramida	0,037	0,031	0,078	0,0025	0,066	0,035

IM: infarto do miocárdio.

Foi realizada uma análise sistemática de SNPs associados ao HLA DR em CDs e três metabólitos: níveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico, razão fosfato/N-acetilneuraminato e glicosilceramida. Posteriormente, uma rede de interação proteína-proteína foi construída utilizando o banco de dados STRING para explorar os potenciais mecanismos moleculares influenciados por essas variantes genéticas. A análise identificou oito genes-chave e uma via de sinalização que podem conectar esses fenótipos imunológicos e metabólitos, sugerindo seu potencial papel como mediadores entre as respostas imunes e a regulação metabólica (p<0,05) (Figura 7). Essas descobertas fornecem uma base molecular para a compreensão dos mecanismos mais profundos dos fenótipos imunológicos e dos metabólitos no IM e estabelecem as bases para a subsequente validação funcional e exploração de potenciais alvos terapêuticos.

Figura 7

O antígeno leucocitário humano (HLA), também conhecido como complexo principal de histocompatibilidade (MHC), é codificado pelo complexo gênico HLA. O HLA pode ser classificado em antígenos de Classe I, Classe II e Classe III, sendo o HLA-DR um antígeno de Classe II. O HLA desempenha um papel crucial na resposta imune, na regulação imune e na vigilância imunológica, e está amplamente envolvido em áreas de pesquisa como doenças autoimunes, imunidade tumoral, transplante de órgãos e imunidade reprodutiva.¹³ O HLA-DR, como marcador de ativação, foi descrito inicialmente como um marcador de ativação de células T após exposição a diversos patógenos, antígenos ou em reações mistas de linfócitos. O HLA-DR aparece apenas na superfície de certos linfócitos T e, em comparação com outros marcadores de ativação (como CD69, CD25, CD71), aparece mais tarde durante o processo de ativação.¹⁴ As CDs desempenham um papel crucial na ligação entre os sistemas imunes inato e adaptativo. As CDs são células apresentadoras de antígenos (APCs) com uma capacidade única de ativar células T virgens. A disfunção das CDs pode levar a defeitos ou respostas imunes excessivas, que podem resultar em danos teciduais.¹⁵ Estudos relacionados demonstraram que¹⁶ tanto monócitos quanto CDs expressam HLA-DR. Em pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio, os perfis de expressão de moléculas coestimulatórias e de adesão em monócitos e CDs se alteram. A expressão de HLA-DR, moléculas coestimulatórias e moléculas de adesão em CDs e monócitos é suprimida e persiste no período pós-operatório. Essas alterações podem prejudicar os mecanismos de defesa do hospedeiro, afetando a migração celular, a apresentação de antígenos a células T virgens e a regulação de células T, aumentando, assim, o risco de infecções pós-operatórias. Uma diminuição na expressão de HLA-DR é frequentemente um marcador de imunossupressão e pode ser induzida por condições patológicas como sepse. Na sepse, a redução do HLA-DR reflete a supressão do sistema imunológico, enquanto na síndrome de liberação de citocinas, os monócitos são fortemente estimulados e a expressão de HLA-DR pode aumentar significativamente, refletindo uma resposta imune hiperativa.¹⁷ As moléculas de HLA-DR, características dos monócitos intermediários, são altamente expressas e desempenham um papel duplo nas respostas imunes. Elas podem tanto promover a inflamação quanto exibir efeitos anti-inflamatórios.¹⁸ A importância do HLA-DR na regulação imune é cada vez mais reconhecida, mas a pesquisa sobre seu papel no IM ainda é limitada. Estudos futuros precisam explorar o papel do HLA-DR na regulação imune durante o IM com maior profundidade e investigar estratégias terapêuticas mais precisas.

O glicuronídeo do ácido desoxicólico pode se ligar às células hospedeiras e participar da circulação secundária dos ácidos biliares, principalmente por meio de interações com receptores em células epiteliais intestinais, células imunes e outras células-alvo. Ao modular diretamente a proliferação, diferenciação e secreção de citocinas das células imunes, ele pode contribuir para a regulação das respostas imunes.¹⁹ Os ácidos biliares são sintetizados no fígado pela via clássica iniciada pela colesterol 7α-hidroxilase (CYP7A1) e têm sido propostos como potenciais biomarcadores para avaliar a gravidade de doenças cardiovasculares. Após a secreção dos ácidos biliares primários no intestino, eles são transformados por desconjugação bacteriana, 7α-desidroxilação e isomerização em vários ácidos biliares secundários, como o ácido litocólico, o ácido hiodesoxicólico e o ácido ursodesoxicólico. Esses ácidos biliares, como metabólitos da microbiota intestinal, têm demonstrado estreita associação com o desenvolvimento e a progressão da doença arterial coronariana.²⁰ Do ponto de vista intervencionista, estratégias como a suplementação com probióticos e o transplante de microbiota fecal podem promover a produção de glicuronídeo de ácido desoxicólico, restaurando a homeostase da microbiota intestinal e, consequentemente, modulando o eixo de interação ácido biliar-microbiota e melhorando a disfunção vascular. Ao mesmo tempo, agentes farmacológicos já existentes podem influenciar essa via por meio de diferentes mecanismos: as estatinas podem alterar indiretamente a composição do pool de ácidos biliares; os sequestrantes de ácidos biliares podem modular a circulação entero-hepática; os agonistas de FXR/TGR5 podem regular diretamente a sinalização dos ácidos biliares; e os inibidores da β-glicuronidase podem ajudar a manter níveis estáveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico, prevenindo a desconjugação microbiana dos ácidos biliares conjugados. Estudos demonstraram que o glicuronídeo de ácido desoxicólico pode regular a infiltração de macrófagos e influenciar a diferenciação de células Th17 por meio da via do receptor muscarínico de acetilcolina M2 (M2-mAChR)/Src, participando, assim, de respostas inflamatórias. Esses mecanismos podem estar intimamente relacionados à inflamação e à disfunção vascular no IM, com alterações nos níveis de glicuronídeo do ácido desoxicólico afetando potencialmente o recrutamento de células inflamatórias e o ambiente imunológico local durante a isquemia-reperfusão miocárdica, influenciando, em última análise, a extensão da lesão e do reparo miocárdico. Notavelmente, a pesquisa sobre o glicuronídeo do ácido desoxicólico no IM ainda é limitada. Dado o seu potencial terapêutico na doença arterial periférica, ele se apresenta como um promissor biomarcador e alvo terapêutico para o IM, oferecendo novas estratégias para a prevenção e o tratamento do IM e de doenças cardiovasculares.

O fosfato sérico está intimamente associado à calcificação arterial em diversas doenças humanas e animais, particularmente na hiperfosfatemia grave induzida por genes, que pode levar à calcificação generalizada. A calcificação causada pela hiperfosfatemia é considerada um importante mecanismo que contribui para o aumento da mortalidade em pacientes com doença renal crônica. Ao mesmo tempo, o papel do fosfato na calcificação da artéria coronária está primariamente relacionado à hiperfosfatemia. Mesmo quando os níveis séricos de fosfato permanecem dentro da faixa normal, um aumento nesses níveis é considerado um potencial fator de risco para morbidade e mortalidade cardiovascular na população em geral.^21-23 O aumento da sobrecarga de fosfato promove, direta ou indiretamente, a calcificação da camada média das artérias e a hipertrofia ventricular esquerda, ambas aumentando a suscetibilidade dos pacientes à doença arterial coronariana. Os grânulos de fosfato de cálcio formados em condições de hiperfosfatemia promovem a transformação das células musculares lisas vasculares (CMLV) em células semelhantes a osteoblastos, fornecendo, assim, um arcabouço para a calcificação na camada média arterial. O aumento do fator de crescimento de fibroblastos 23 induzido pela sobrecarga excessiva de fosfato e a disrupção do metabolismo da vitamina D desempenham papéis significativos no desenvolvimento da hipertrofia miocárdica e da fibrose cardíaca.²⁴O N-acetilneuraminato, também conhecido como ácido siálico, é uma molécula de açúcar natural comum, amplamente presente em muitas glicoproteínas e que desempenha um papel importante em sistemas biológicos. Ele ativa a via de sinalização Rho/ROCK (quinase de domínio espiralado associada a Rho) ao se ligar a RhoA e Cdc42, promovendo a migração de monócitos/macrófagos. O N-acetilneuraminato pertence à família dos monossacarídeos, com uma cadeia principal de seis carbonos e um alto grau de diversidade estrutural, o que o torna um potencial receptor para vírus. Está intimamente associado à transformação maligna, ao câncer e à metástase e invasão de grandes e pequenos vasos sanguíneos.²⁵ Estudos relevantes demonstraram que²⁶ níveis elevados de C16:0-glicosilceramida estão independentemente associados a um risco aumentado de morte cardíaca. Em um ensaio clínico randomizado e controlado, um ano de tratamento com liraglutida suprimiu significativamente as alterações nos níveis de C16:0-glicosilceramida no plasma de pacientes obesos, demonstrando uma redução em comparação ao grupo controle. Esses resultados sugerem que as glicosilceramidas, especialmente a C16:0-glicosilceramida, não apenas desempenham um papel importante na saúde cardiovascular, mas também podem servir como potenciais biomarcadores ou alvos terapêuticos. A liberação de ceramidas por meio da palmitoilação, juntamente com a subsequente resposta inflamatória e alterações no acoplamento elétrico, pode aumentar o risco de morte súbita cardíaca causada por taquicardia ventricular esquerda.²⁷No entanto, existem poucos estudos sobre o papel da razão fosfato/N-acetilneuraminato e da glicosilceramida no IM. Portanto, este estudo visa fornecer informações metabólicas valiosas e revelar a conexão entre anormalidades metabólicas e respostas inflamatórias em doenças cardiovasculares. No futuro, ao explorarmos mais a fundo os papéis potenciais desses metabólitos no IM e em outras doenças cardiovasculares, poderemos oferecer novas direções de pesquisa para o diagnóstico precoce, terapia direcionada e o desenvolvimento de estratégias médicas personalizadas

Nubp1 é um componente essencial do complexo de suporte do cluster ferro-enxofre citosólico, envolvido na montagem e no transporte de clusters ferro-enxofre. Sua regulação positiva compensatória pode conferir efeitos protetores no miocárdio isquêmico; no entanto, é insuficiente para neutralizar completamente os defeitos na fosforilação oxidativa (OXPHOS) e, portanto, pode estar associada à lesão miocárdica e à progressão do IM.²⁸ TVP23A codifica a proteína homóloga A da vesícula da rede trans-Golgi 23 (anteriormente FAM18A), que está primariamente envolvida nas funções de transporte e secreção das vesículas de Golgi. Ela é altamente expressa em macrófagos e plasmócitos, sugerindo um papel potencial na secreção de células imunes e em respostas inflamatórias.²⁹ A alta expressão de TVP23A nessas células pode influenciar a liberação de mediadores inflamatórios e a resposta ao estresse miocárdico, contribuindo assim para os processos patológicos do IM. Rbfox1 é um fator de splicing que se liga ao RNA e regula o splicing alternativo do éxon do gene CaV1.2 (Cacna1c). Ele é altamente expresso tanto no desenvolvimento neural quanto nas CMLV, afetando a contração do músculo liso vascular e a regulação do tônus vascular.³⁰ Dessa forma, pode contribuir para a ocorrência, progressão e remodelamento patológico da isquemia miocárdica e do IM, alterando a hemodinâmica coronária, a complacência vascular e a função endotelial local.³¹ DNAAF5 pertence à família de proteínas com repetições HEAT (incluindo huntingtina, fator de elongação eucariótico 3, PP2A, mTOR, etc.), caracterizada por motivos de repetição α-helicoidal de aproximadamente 30 a 40 aminoácidos. DNAAF5 é um membro da família DNAAF, que compreende pelo menos 11 proteínas citoplasmáticas. Mutações homozigóticas com perda de função resultam em letalidade embrionária, enquanto mutações heterozigóticas compostas (mutação de sentido trocado mais deleção) causam distúrbios graves, como hidrocefalia e morte precoce.³² Atualmente, o papel específico do DNAAF5 no IM permanece incerto. A CLVS1 é uma proteína chave na endocitose mediada por clatrina e regula o transporte de α-tocoferol e os níveis de estresse oxidativo intracelular por meio de sua interação com a proteína de transferência de α-tocoferol (αTTP), levando ao acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs).³³ O excesso de EROs não apenas aumenta o tamanho do infarto e prejudica a função miocárdica, mas também promove a remodelação do ventrículo esquerdo, com seus níveis correlacionando-se estreitamente com a gravidade do IM. O gene FCGR3A, localizado no cromossomo 1, codifica o receptor de baixa afinidade FcγRIIIa/CD16a, que é expresso principalmente em células natural killer, macrófagos e mastócitos, e participa da citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC). Seu polimorfismo funcional comum, F158V, resulta de uma variação de um único nucleotídeo que leva à presença de fenilalanina (F) ou valina (V) nessa posição, e apresenta diferenças significativas na distribuição genotípica em pacientes com aterosclerose ou acidente vascular cerebral isquêmico. Como a aterosclerose é uma base patológica fundamental para a ocorrência e progressão do IM, esse polimorfismo genético também pode estar intimamente associado à suscetibilidade ao IM. CIITA é um gene regulador transcricional crítico no genoma humano, responsável principalmente pelo controle da expressão dos genes do MHC classe II. As moléculas MHC II são expressas principalmente em APCs, como CDs, macrófagos e células B, e têm a função de apresentar antígenos exógenos às células T CD4⁺, iniciando assim respostas imunes adaptativas.^34,35 A CIITA promove respostas inflamatórias ao aumentar a atividade das células B e das células T CD4⁺; em condições como a hiper-homocisteinemia, a resposta imune-inflamatória amplificada pela via PKM2-CREB1-CIITA tem sido implicada.³⁶ Mecanismos semelhantes podem operar na íntima coronária e em regiões miocárdicas isquêmicas, exacerbando a inflamação local e promovendo a instabilidade da placa, aumentando assim o risco de IM. O LOC124901307 pertence à categoria de RNA não codificante (ncRNA); embora sua função específica permaneça obscura e estudos sejam escassos, ele pode contribuir para a ocorrência e progressão do IM modulando a expressão gênica ou regulando vias relacionadas à homeostase vascular. Indivíduos com histórico de tuberculose apresentam risco significativamente aumentado de doenças cardiovasculares, incluindo IM, síndrome coronariana aguda, acidente vascular cerebral isquêmico e doença arterial periférica.³⁷ Isso pode estar relacionado à resposta inflamatória crônica, à ativação imunológica e à disfunção endotelial induzidas pela infecção por tuberculose. Estudos futuros poderão elucidar ainda mais seus mecanismos moleculares e potencial clínico, fornecendo novas estratégias para o diagnóstico precoce e intervenção direcionada no IM.

Embora este estudo forneça novas perspectivas para a compreensão do IM, ele ainda apresenta algumas limitações. Primeiro, ele se baseia em dados de GWAS disponíveis publicamente para a análise de RM, que podem ser influenciados por fatores como qualidade dos dados, viés de seleção da amostra e heterogeneidade genética. Segundo, os dados utilizados neste estudo são derivados principalmente de populações europeias, e os dados de GWAS para células imunes e metabólitos provêm, em sua maioria, de populações com origens genéticas relativamente homogêneas e características específicas. Essa homogeneidade pode limitar a validade externa das descobertas, visto que existem diferenças na arquitetura genética, na composição da microbiota intestinal, nos hábitos alimentares e no estilo de vida entre as populações. Essas diferenças podem afetar as respostas imunes, os níveis de metabólitos e a suscetibilidade ao IM, potencialmente levando a relações causais distintas em populações não europeias. Além disso, devido à falta de informações e relatos sobre metabólitos desconhecidos, este estudo enfrenta desafios na interpretação e discussão dos resultados da análise de RM. Pesquisas futuras devem coletar mais dados individuais de pacientes com IM para validar e ampliar as descobertas, incorporando populações mais diversas e considerando a interação de múltiplos fatores para elucidar de forma mais abrangente a patogênese do IM.

Neste estudo, a análise de RM de mediação foi empregada para avaliar sistematicamente as relações causais e os efeitos de mediação entre 731 características de células imunes, 1.400 metabólitos plasmáticos e IM. Um total de 38 fenótipos de células imunes e 96 metabólitos plasmáticos foram identificados como tendo associações causais com o IM. Os resultados demonstraram uma relação causal positiva significativa entre o HLA-DR em CDs e o IM, enquanto a análise de RM reversa não revelou nenhum efeito do IM sobre o HLA-DR em CDs. Análises adicionais de RM de mediação indicaram que o HLA-DR em CDs pode influenciar o desenvolvimento do IM por meio dos níveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico, da razão fosfato/N-acetilneuraminato e da glicosilceramida, com proporções de efeitos de mediação de 7%, 4,6% e 6,6%, respectivamente. Níveis elevados de HLA-DR em CDs podem aumentar o risco de IM ao diminuir os níveis de glicuronídeo de ácido desoxicólico, aumentar a razão fosfato/N-acetilneuraminato e elevar os níveis de glicosilceramida. Por meio de análise sistemática de SNPs associados ao HLA-DR em CDs e a esses três metabólitos, identificamos genes-chave, incluindo NUBP1, TVP23A, RBFOX1, DNAAF5, CLVS1, FCGR3A, CIITA, LOC124901307, bem como a via de sinalização da tuberculose, que podem mediar potenciais interações entre fenótipos imunológicos e características metabólicas (Ilustração Central). Em resumo, este estudo fornece novas perspectivas sobre a patogênese do IM, oferece evidências adicionais para elucidar seus mecanismos subjacentes e pode servir como referência para a identificação de potenciais alvos terapêuticos.