Como o sistema imunológico conhece o amigo inimigo nas bactérias intestinais?
Para manter a saúde, o sistema imunológico humano deve distinguir entre amigo, ou os tecidos do corpo humano, e inimigo, ou os patógenos invasores que causam doenças. Esse desafio é particularmente aparente no intestino humano, onde não são apenas as células do hospedeiro, mas também os trilhões de bactérias que coexistem e trabalham com elas que devem ser tratadas como amigáveis. Agora, um novo estudo revela um mecanismo pelo qual esse delicado equilíbrio entre promover e inibir a resposta imune é mantido.
Crédito de imagem: grupo Brocker / LMU
O estudo – uma colaboração entre pesquisadores da Alemanha e da Itália – é publicado na revista Comunicações da natureza.
Em seu trabalho de estudo, o autor sênior Thomas Brocker, professor e diretor do Instituto de Imunologia da Universidade Ludwig Maximilian (LMU) de Munique, na Alemanha, e colegas descrevem como encontraram uma maneira pela qual as células de vigilância imune são treinadas para identificar a diferença entre amigo e inimigo.
Nossos intestinos abrigam uma comunidade complexa de mais de 100 trilhões de células microbianas que desempenham um papel importante na saúde e na doença.
Esses micróbios residentes no intestino, ou microbiota intestinal – que com seu material genético são conhecidos como microbioma intestinal – influenciam o metabolismo, a nutrição e a função imunológica.
Os cientistas estão descobrindo que as perturbações na microbiota intestinal estão ligadas à obesidade, doenças inflamatórias intestinais e outros distúrbios gastrointestinais.
Também foi sugerido que o efeito da obesidade no microbioma intestinal pode explicar sua forte ligação com o diabetes tipo 2.
Outros compararam a singularidade da microbiota intestinal de uma pessoa à de uma “impressão digital do DNA”, levantando possíveis preocupações de privacidade para os participantes de projetos de pesquisa em microbiomas humanos.
O novo estudo refere-se a um tipo de célula chamada células dendríticas (DCs) que evoluiu dois papéis distintos – e o que pode parecer oposto – no corpo humano, em que ambos podem promover e inibir a resposta imune.
- Nossas tripas contêm cerca de 1.000 espécies bacterianas
- Existem 100 vezes mais genes no microbioma intestinal do que no genoma humano
- Considerado estéril ao nascimento, o intestino infantil é rapidamente colonizado após o parto.
Saiba mais sobre a microbiota intestinal
Os CDs ajudam a ativar o sistema imunológico em resposta à infecção, mas eles também estão envolvidos na supressão ativa em determinadas situações.
Eles suprimem a imunidade desencadeando células T reguladoras induzidas (iTregs), um tipo de célula que controla o desenvolvimento da tolerância imunológica.
Como inibidores da imunidade no intestino, os CDs ajudam a treinar o sistema imunológico para tratar a microbiota intestinal como amiga e não como inimiga. Eles fazem isso internalizando proteínas da microbiota e migrando para os linfonodos associados ao intestino.
À medida que viajam para os gânglios linfáticos, os CDs quebram as proteínas bacterianas internas internalizadas em pedaços menores que se tornam semelhantes aos “crachás de identidade” que eles usam na superfície celular.
Esses crachás de identidade são exibidos com proteínas de ligação específicas que os iTregs reconhecem, com o efeito de os iTregs não promoverem respostas imunes contra proteínas que usam os crachás de identidade.
O professor Brocker diz: “Acreditamos que esses iTregs são específicos para as proteínas produzidas por bactérias intestinais naturais”.
A equipe explica que a migração para as células linfáticas pelas DCs – particularmente aquelas cujas superfícies celulares exibem uma proteína chamada CD103 + – é uma parte importante para manter o sistema imunológico atualizado sobre a composição da microbiota intestinal.
No entanto, o que os pesquisadores queriam descobrir era como esse mecanismo de tolerância poderia ser desativado em uma emergência. Sua investigação os levou a outra molécula que os DCs exibem em suas superfícies celulares – conhecida como CD40 – que se comporta de maneira semelhante a um botão de alarme.
Quando ativado, o CD40 se liga a uma molécula parceira na superfície de outro tipo de célula T chamada células T efetoras, que transforma DCs de inibidores da resposta imune em promotores.
Em testes com ratos, os pesquisadores mostraram que os animais cuja sinalização CD40 estava permanentemente ligada desenvolveram colite grave, mas sem outros sintomas.
Eles descobriram que as células dendríticas afetadas ainda migram para os linfonodos do intestino, mas quando chegam lá cometem suicídio celular (apoptose) e, assim, negam às células T reguladoras a oportunidade de sentir os emblemas de identidade das proteínas da microbiota que normalmente os protege de ataques imunes.
Isso resulta em uma resposta imune generalizada na qual os linfócitos T viajam para o revestimento intestinal e causam inflamação. A equipe descobriu que dar antibióticos aos ratos que mataram sua microbiota intestinal também reduziu a inflamação e os animais sobreviveram.
“Esses achados mostram que a interação entre células dendríticas positivas para CD103 e células T reguladoras é essencial para a manutenção do equilíbrio imunológico correto ou da homeostase no intestino. ”
Thomas Brocker
Os pesquisadores agora querem descobrir se células T reguladoras específicas estão programadas para bactérias intestinais específicas, como este estudo pode sugerir.
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