Como o sistema imunológico mantém o controle sobre o cérebro?




As células imunes (amarelas e roxas) preenchem um seio (teal) na camada externa das meninges, o tecido que envolve o cérebro e a medula espinhal. Pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Washington, em St. Louis, descobriram que as células imunes estacionadas em tais seios monitoram o cérebro e iniciam uma resposta imune se detectarem um problema


As Células imunes nas meninges monitoram fluido liberado do cérebro. Se o fluido contiver sinais de infecção, doença ou dano, as células imunes iniciam uma resposta imune para enfrentar o problema.


Doença de Alzheimer, esclerose múltipla, autismo, esquizofrenia e muitas outras condições neurológicas e psiquiátricas foram ligadas à inflamação no cérebro. Há evidências crescentes de que as células e moléculas imunes desempenham um papel fundamental no desenvolvimento e função do cérebro normal também. Mas no cerne do campo crescente da neuroimunologia está um mistério: como o sistema imunológico sabe o que está acontecendo no cérebro? Gerações de estudantes foram ensinadas que o cérebro é imunoprivilegiado, o que significa que o sistema imunológico se afasta dele em grande parte.

Agora, pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Washington, em St. Louis, acreditam ter descoberto como o sistema imunológico mantém o controle sobre o que está acontecendo no cérebro. As células imunes estão estacionadas nas meninges - o tecido que cobre o cérebro e a medula espinhal - onde elas amostram fluido à medida que ele lava para fora do cérebro. Se as células detectarem sinais de infecção, doença ou lesão, elas estão preparadas para iniciar uma resposta imune para enfrentar o problema, disseram os pesquisadores.

Os achados, publicados em 27 de janeiro na revista Cell,abrem a possibilidade de direcionar células imunes a locais de vigilância como meio de tratamento de condições impulsionadas por inflamação cerebral.

"Todos os órgãos do corpo estão sendo vigiados pelo sistema imunológico", disse o autor sênior Jonathan Kipnis, PhD, o Alan A. e Edith L. Wolff Professor Distinto de Patologia e Imunologia. "Se há um tumor, uma lesão, uma infecção em qualquer lugar do corpo, o sistema imunológico tem que saber sobre ele. Mas as pessoas dizem que a exceção é o cérebro; se você tem um problema no cérebro, o sistema imunológico simplesmente deixa acontecer. Isso nunca fez sentido para mim. O que descobrimos é que há de fato vigilância imunológica do cérebro - está acontecendo fora do cérebro. Agora que sabemos onde está acontecendo, isso abre muitas novas possibilidades para a modulação do sistema imunológico."

Em 2015, Kipnis e colegas encontraram uma rede de vasos que drena fluidos e pequenas moléculas do cérebro para os linfonodos, onde as respostas imunológicas são iniciadas. A descoberta demonstrou uma conexão física direta entre o cérebro e o sistema imunológico. Mas a rede de vasos representava uma saída do cérebro. Não ficou claro onde as células imunes entraram ou vigiaram o cérebro.

Kipnis e Justin Rustenhoven, PhD, pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor do novo artigo, se propus a encontrar a porta de entrada do sistema imunológico para o cérebro. Eles viram uma pista no fato de que os vasos contendo fluido deixando o cérebro correr ao lado de seios na dura-mater, a camada externa dura das meninges logo abaixo do crânio. Seios durais, que contêm sangue que carrega células imunes, não têm a barreira apertada que em outros lugares mantém o sangue separado do cérebro.

Experimentos mostraram que os seios durais estavam repletos de moléculas do cérebro e células imunes que tinham sido transportadas com sangue. Vários tipos de células imunes foram representadas, incluindo algumas que captam e exibem moléculas suspeitas do sangue e outras que varrem as moléculas suspeitas e respondem a elas montando uma defesa.

"Imagine se seus vizinhos vasculham seu lixo todos os dias", disse Kipnis, também professor de neurocirurgia, neurologia e neurociência. "Se eles começarem a encontrar toalhas manchadas de sangue no seu lixo, eles sabem que algo está errado. É a mesma coisa com o sistema imunológico. Se as células imunes vêem antígenos tumorais ou sinais de infecção do cérebro, as células sabem que há um problema. Eles levarão essa evidência para o quartel-general imunológico, que são os linfonodos, e iniciarão uma resposta imune."

Os achados sugerem que o sistema imunológico vigia o cérebro à distância e só entra quando encontra um problema. Isso poderia explicar por que o cérebro foi pensado por tanto tempo para ser imunoprivilegiado.

"A atividade imunológica no cérebro pode ser altamente prejudicial", disse Rustenhoven. "Pode matar neurônios e causar inchaço. O cérebro não pode tolerar muito inchaço porque o crânio é um volume fixo. Assim, a vigilância imunológica é empurrada para as fronteiras, onde as células ainda podem monitorar o cérebro, mas não correm o risco de danificá-lo."

A esclerose múltipla é uma condição degenerativa na qual o sistema imunológico ataca a baia protetora nos nervos, causando problemas de comunicação entre o cérebro e o resto do corpo. A causa é desconhecida. Usando um modelo de camundongo de esclerose múltipla, os pesquisadores mostraram que o início da doença desencadeou um acúmulo maciço de células imunes ativadas nos seios durais, sugerindo que as respostas imunes prejudiciais podem começar na dura-mater e se espalhar para o cérebro.

Outros trabalhos são necessários para verificar o papel dos seios durais em condições neuroinflamatórias. Mas a localização dos seios apenas no interior do crânio no lado acessível da barreira hemencefálica sugere possibilidades para atingir o sistema imunológico nessa área.

"Se isso é uma porta de entrada para o cérebro, podemos tentar manipular a área com terapias destinadas a evitar que células imunes superativadas entrem no cérebro", disse Kipnis. "A dura é perto da superfície, então podemos até ser capazes de entregar drogas através do crânio. Em teoria, você pode chegar a uma pomada que difunde através do osso do crânio e atinge a dura. Podemos ter encontrado onde as respostas inflamatórias para muitas condições neuroimunológicas começam, e há tanto que podemos fazer com isso."

“Functional characterization of the dural sinuses as a neuroimmune interface” by Jonathan Kipnis et al. Cell


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