Clinical Significance
Como mencionado anteriormente, os GAGs desempenham um papel essencial em muitos processos fisiológicos presentes em todo o corpo. O significado clínico de cada classe de GAGs será resumido abaixo. Note que a informação fornecida é concisa e não pretende representar todos os processos fisiológicos que envolvem GAGs.
Ácido Hialurônico
HA é onipresente nos tecidos do corpo e é mais conhecida por sua capacidade de atração de moléculas de água. A estrutura altamente polar do HA torna-o capaz de ligar 10000 vezes o seu próprio peso em água. Devido a esta característica, ele desempenha um papel fundamental na lubrificação das articulações sinoviais e nos processos de cicatrização de feridas. O HA também é usado exógenamente por clínicos para promover a regeneração dos tecidos e a reparação da pele e tem demonstrado segurança e eficácia para este fim. HA é usado em uma variedade de produtos cosméticos e mostra uma eficácia promissora na promoção da firmeza da pele, elasticidade e melhoria da pontuação estética. Além de suas capacidades de ligação à água, HA também demonstrou estar envolvido na promoção e inibição da angiogênese e, portanto, envolvido no processo de carcinogênese.
Sulfato de Heparan/Heparina
Sulfato de Heparan é um dos GAGs mais bem estudados, devido às suas muitas funções e uso potencial como um alvo farmacológico para o tratamento do câncer. As funções notáveis do sulfato de heparano incluem a organização da matriz extracelular (ECM) e a modulação da sinalização do fator de crescimento celular atuando como ponte entre os receptores e ligandos. Na matriz extracelular, o sulfato de heparano interage com muitos compostos incluindo colágeno, laminina e fibronectina para promover a adesão de célula a célula e de célula a matriz extracelular. No cenário de malignidade como o melanoma, a degradação do sulfato de heparano na matriz extracelular pela ação da enzima heparanase leva à migração de células malignas e metástase. Este mecanismo torna a heparanase e o sulfato de heparano alvos farmacológicos viáveis para a prevenção da metástase cancerígena.
Sulfato de heparano também desempenha um papel fundamental na sinalização do fator de crescimento celular. Um exemplo deste papel envolve a interação do sulfato de heparano com o fator de crescimento do fibroblasto (FGF) e o receptor do fator de crescimento do fibroblasto (FGFR). O sulfato de heparano facilita a formação de complexos FGF-FGFR, resultando em uma cascata de sinalização que leva à proliferação celular. O grau de sulfato de heparano influencia a formação destes complexos. Por exemplo, a proliferação de células de melanoma é estimulada pela ação de sulfato de heparano altamente sulfatado em FGF.
Heparina representa o mais antigo papel biológico reconhecido dos GAGs para seu uso como anticoagulante. O mecanismo para este papel envolve sua interação com a proteína antitrombina III (ATIII). A interação da heparina com a ATIII causa uma mudança conformacional na ATIII que aumenta sua capacidade de funcionar como um inibidor da protease serina dos fatores de coagulação. Diferentes pesos moleculares da heparina têm sido estudados para exibir várias intensidades clínicas de anticoagulação .
Sulfato de condroitina
Sulfato de condroitina é historicamente conhecido por seu uso clínico como medicamento modificador da osteoartrite (DMOAD). Os ensaios clínicos documentaram o seu potencial para o alívio da dor sintomática, bem como o efeito estruturador-modificador na osteoartrite (OA), com base em achados radiográficos articulares. Existem múltiplos mecanismos pelos quais o sulfato de condroitina é responsável por estes efeitos clínicos. As propriedades analgésicas do sulfato de condroitina no AO relacionam-se com suas propriedades anti-inflamatórias que causam atenuação da via do fator nuclear-kappa-B (NF-kappa-B) que é hiperativa no AO.
Uma das principais causas fisiopatológicas do AO relaciona-se à perda do sulfato de condroitina da cartilagem articular nas articulações, levando à inflamação e catabolismo da cartilagem e do osso subcondral. O papel estruturador-modificador do sulfato de condroitina nos AO deve-se ao seu papel na estimulação da produção de colágeno tipo II e PG tanto na cartilagem articular como na membrana sinovial. Este efeito anabólico do sulfato de condroitina previne mais danos aos tecidos e remodelação dos tecidos sinoviais.
Sulfato de queratana
Sulfato de queratana tem sido bem estudado pelo seu papel funcional tanto na córnea como no sistema nervoso. A córnea compreende a mais rica fonte conhecida de sulfato de queratana do corpo, seguida pelo tecido cerebral. O papel do sulfato de queratan na córnea inclui a regulação do espaçamento entre fibras de colágeno, essencial para a clareza óptica, bem como a otimização da hidratação da córnea durante o desenvolvimento, com base na sua interação com moléculas de água. Como com outros GAGs, o grau de sulfato de queratan sulfato determina o seu estado funcional. Padrões anormais de sulfato de queratan devido a mutações genéticas específicas resultam em aumento da opacidade da córnea e consequentes distúrbios visuais.
Sulfato de queratan também tem demonstrado um importante papel regulador no desenvolvimento do tecido neural. Vários subgrupos de sulfato de queratan no cérebro têm papéis-chave para estimular o crescimento de células microgliais e a promoção da reparação axonal após a lesão. Abakan é um exemplo de um tipo de sulfato de queratan visto no tecido cerebral que serve para bloquear a ligação neural, o que marca os limites do crescimento neural no cérebro em desenvolvimento.
Em conclusão, glicosaminoglicanos (GAGs), têm funções disseminadas dentro do corpo. Eles desempenham um papel crucial no processo de sinalização celular, incluindo a regulação do crescimento celular, proliferação, promoção da adesão celular, anticoagulação e reparação de feridas.