Células imunes atravessam barreira hematoencefálica na esclerose múltipla
Pesquisadores que investigam os mecanismos de lesão do tecido nervoso na esclerose múltipla identificaram duas maneiras pelas quais os glóbulos brancos superam a barreira hematoencefálica para causar estragos no ambiente altamente protegido do cérebro e da medula espinhal.
Em um artigo publicado na revista Relatórios de células, primeira autora do estudo Sarah Lutz, professora assistente de anatomia e biologia celular na Universidade de Illinois em Chicago, e colegas descrevem como eles estudaram mecanismos de ataque imune ao sistema nervoso central (SNC) em um modelo de rato com esclerose múltipla (EM). .
O professor Lutz explica que, na EM, as células imunológicas são capazes de causar danos porque podem entrar no cérebro e na medula espinhal a partir da corrente sanguínea. “Uma melhor compreensão de como essas células atravessam a barreira hematoencefálica”, acrescenta ela, “ajudará nossos esforços a desenvolver terapias específicas para mantê-las afastadas”.
A corrente sanguínea transporta nutrientes essenciais, oxigênio, células e outras substâncias para todas as partes do corpo, incluindo o SNC, que compreende o cérebro, medula espinhal e nervos ópticos.
No entanto, devido às operações delicadas que ocorrem no SNC – como o disparo de neurônios e a passagem de sinais elétricos que controlam o movimento e a fala e transmitem informações dos sentidos – ele tem um nível de proteção mais alto que o resto do corpo .
Um recurso que pode ajudar a barreira hematoencefálica a restringir o movimento de células, moléculas e íons transmitidos pelo sangue para dentro e para fora do SNC é o acondicionamento próximo das células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos que servem o SNC.
Esse empacotamento próximo – que torna os vasos sanguíneos que suprem o SNC praticamente impermeáveis - compreende “junções estreitas” de complexos de proteínas que prendem as células endoteliais.
Por outro lado, as junções entre células endoteliais nos vasos sanguíneos que suprem outros órgãos e tecidos são mais frouxas e também podem ser ajustadas para permitir a passagem de um intervalo menos restrito de células e outros materiais.
A EM é uma doença auto-imune persistente, na qual as células do sistema imunológico atacam a camada gordurosa de tecido que envolve as fibras nervosas, ou axônios, no SNC, confundindo-a com um agente de doença ou outra ameaça.
A camada gordurosa de tecido é conhecida como mielina e protege os impulsos elétricos que transmitem mensagens entre o SNC e outras partes do corpo – como os músculos do movimento e os sentidos. Na EM, no entanto, o sistema imunológico degrada não apenas a mielina, mas também pode danificar os axônios expostos.
O dano da mielina ocorre em vários locais no SNC. Estes se tornam lesões que endurecem em tecido cicatricial, ou esclerose, daí o nome da doença.
A EM tem muitos sintomas diferentes, dependendo de quais partes do SNC são afetadas. Eles incluem, mas não estão limitados a: visão prejudicada; cegueira; dificuldade em lembrar e se concentrar; falta de coordenação; problemas de equilíbrio; fadiga extrema; tremores; fala arrastada; dormência; e paralisia.
Os sintomas podem surgir, desaparecer e depois voltar novamente, ou podem ficar e piorar progressivamente.
A doença é comumente diagnosticada em pessoas de 20 a 50 anos, mas pode afetar qualquer pessoa de qualquer idade. Nos Estados Unidos, acredita-se que haja cerca de 1 milhão de pessoas vivendo com esclerose múltipla.
Os cientistas que procuram as causas da EM descobriram que dois tipos de glóbulos brancos, os linfócitos Th1 e Th17, estão envolvidos na destruição da bainha de mielina que protege os axônios do SNC. Mas até agora, não estava claro como essas células imunológicas conseguiram atravessar a barreira hematoencefálica para o SNC.
Para sua investigação, o professor Lutz e seus colegas estudaram a barreira hematoencefálica de camundongos saudáveis e camundongos com encefalomielite autoimune (EAE). Camundongos com EAE são freqüentemente usados como modelos animais no estudo da EM.
Para descobrir como as células imunológicas Th1 e Th17 atravessam a barreira hematoencefálica na EM, a equipe rotulou geneticamente as junções estreitas nos vasos sanguíneos usando uma proteína fluorescente.
Os cientistas descobriram que as junções estreitas na barreira hematoencefálica dos camundongos MS eram muito mais danificadas quando as células Th17 estavam presentes, e que esse dano parecia ocorrer nos estágios iniciais da doença.
Cerca de 3 dias após observar os danos que ocorreram na presença das células imunológicas Th17, os pesquisadores observaram que as células Th1 estavam atacando a mielina e os neurônios prejudiciais.
No entanto, essas células não obtiveram acesso ao SNC através das junções apertadas danificadas, mas o fizeram através de outro mecanismo que envolvia a passagem pelas próprias células endoteliais.
Parecia que as células Th1 eram capazes de usar pequenas covas, ou “cavernas”, chamadas “caveolae”. Eles são encontrados nas superfícies das células – incluindo células endoteliais – que são usadas para transportar materiais para dentro e para fora das células.
Os pesquisadores confirmaram suas descobertas criando camundongos MS sem caveolae; eles encontraram quase nenhuma célula imune Th1 no SNC desses camundongos.
Eles concluíram que as células imunes Th1 precisam das cavernas das células endoteliais nos vasos sanguíneos que servem o SNC para atravessar a barreira hematoencefálica.
O professor Lutz explica que essa foi a primeira vez que eles viram os diferentes mecanismos pelos quais os dois tipos de células imunológicas atravessaram a barreira hematoencefálica para alcançar a mielina e os axônios “em animais vivos em tempo real. “
“Agora que sabemos como essas células chegam aos neurônios, drogas ou pequenas moléculas podem ser projetadas que interferem ou bloqueiam cada um desses processos para ajudar a tratar e possivelmente prevenir a esclerose múltipla. ”
Sarah Lutz
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