Pesquisadores descobrem subconjuntos antiinflamatórios de astrócitos controlados por microbioma

Os astrócitos são o tipo mais abundante de células no sistema nervoso central (SNC), mas eles permanecem mal caracterizados. Os pesquisadores há muito presumem que a função primária dos astrócitos é fornecer nutrientes e suporte para as células nervosas do cérebro examinadas mais de perto; ao longo dos anos, Contudo, evidências crescentes têm mostrado que os astrócitos também podem promover ativamente a neurodegeneração, inflamação, e doenças neurológicas.

Agora, uma equipe liderada por pesquisadores do Hospital Brigham and Women's, mostrou que uma subpopulação específica de astrócitos pode fazer o oposto, em vez de servir como protetor, função antiinflamatória dentro do cérebro baseada em sinais regulados pelas bactérias que residem no intestino. As descobertas sobre a nova via antiinflamatória são publicadas em Natureza .

Ao longo dos anos, muitos laboratórios, incluindo o meu, identificaram papéis importantes para os astrócitos na promoção de doenças neurológicas. Este é o primeiro caso em que mostramos que pelo menos um subconjunto dessas células (astrócitos) pode prevenir a inflamação. A razão de não ter visto isso antes era porque estávamos estudando essas células como se fossem uniformes, ou um único tipo de célula. Mas agora temos a resolução de ver as diferenças entre essas células. "

Francisco Quintana, PhD, Autor correspondente, Ann Romney Center for Neurologic Diseases, Brigham

Os pesquisadores usaram ferramentas refinadas de análise de genes e proteínas para identificar o novo subconjunto de astrócitos. A população de astrócitos reside perto das meninges (a membrana que envolve o cérebro) e expressa uma proteína chamada LAMP1, junto com uma proteína chamada TRAIL, que pode induzir a morte de outras células. Essas características ajudam os astrócitos LAMP1 + TRAIL + a limitar a inflamação do SNC induzindo a morte celular nas células T que promovem a inflamação.

Para determinar qual mecanismo controla os astrócitos LAMP1 + TRAIL + no cérebro, os pesquisadores realizaram uma série de testes usando a ferramenta de edição de genes CRISPR-Cas9. Eles descobriram que uma determinada molécula de sinalização, chamado interferon-gama, regula a expressão TRAIL. Além disso, eles descobriram que o microbioma intestinal induz a expressão de interferon-gama em células que circulam pelo corpo e, finalmente, alcançam as meninges, onde podem promover atividades antiinflamatórias de astrócitos.

Compreender os mecanismos que impulsionam as funções antiinflamatórias dos astrócitos LAMP1 + TRAIL + pode permitir aos pesquisadores desenvolver abordagens terapêuticas para combater doenças neurológicas, como esclerose múltipla. Por exemplo, eles estão explorando candidatos probióticos que podem ser usados ​​para regular a atividade antiinflamatória dos astrócitos. Adicionalmente, os dados mais recentes da equipe de pesquisa indicam que certos tumores cerebrais exploram essa via para escapar da resposta imunológica do corpo. Os pesquisadores estão, portanto, desenvolvendo imunoterapias contra o câncer para retaliar os ataques dos tumores.

"Encontrar subconjuntos antiinflamatórios de astrócitos controlados por microbioma é um avanço importante na nossa compreensão da inflamação do SNC e sua regulação, "Quintana disse." Este é um mecanismo muito novo pelo qual o intestino controla a inflamação no cérebro. Ele orienta novas terapias para doenças neurológicas, e acreditamos que esse mecanismo possa contribuir para a patogênese dos tumores cerebrais. "

O laboratório de Quintana identificou o único outro subconjunto de astrócitos conhecido por ser regulado pelo microbioma intestinal em 2016, mas os investigadores acreditam que provavelmente existam outros. "Está ficando claro que a flora intestinal é importante em muitas doenças, "disse ele." Temos sorte de estarmos liderando a investida para identificar diferentes subconjuntos de astrócitos e os mecanismos que os controlam. Temos uma lista de outras populações de astrócitos, e estamos trabalhando para ver como a flora intestinal pode controlá-los. "

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