Discussão de Artigo Científico – 12-06

DIA: 12/06/2017 (segunda-feira)

LOCAL: Sala de Seminários II – Prédio Central – FMRP

HORÁRIO: 11:00 horas

A micróglia constitui uma rede de células imunes residentes altamente especializada que é importante para o controle da homeostase dos tecidos e a resolução de doenças do sistema nervoso central (SNC). Um dos maiores desafios para os pesquisadores interessados em estudar profundamente o papel dessas células no SNC é entender como elas se auto-renovam tanto em condições fisiológicas e principalmente frente a patologias. Sabe-se que a micróglia tem origem embrionária diferente das populações mieloides periféricas, assim, as micróglias residentes em um cérebro adulto saudável são auto-renováveis e não dependem de progenitores sanguíneos derivados da medula óssea.

No trabalho publicado por Tay e colaboradores, a dinâmica da renovação microglial foi identificada, tanto em condições homeostáticas como em condições patológicas. Nesse artigo demonstrou-se que a micróglia se mantem auto-renovável em um cérebro saudável e se expande clonalmente durante uma patologia. O excesso de células gerados nessa expansão clonal, apos a resolução da patologia, e deslocado para outras regiões do cérebro, onde sofrem morte celular programada. Ainda, foi demonstrado que o numero de micróglias residentes e rapidamente recuperado apos uma
depleção desse tipo celular seja por manipulação genética ou farmacológica. Ate o presente momento, os trabalhos anteriores utilizavam camundongos repórter baseados no promotor CX3CR1 o que não permitia distinguir a micróglia residente de sua progênie ou mesmo identificar seus potenciais precursores, principalmente em condições patológicas. Com o método inovador utilizado por Tay e colaboradores neste artigo, foi possível realizar o mapeamento cerebral in vivo possibilitando acompanhar em tempo real os processos de divisão, renovação e morte dessas células. Os autores demonstraram que, em condições fisiológicas, a rede microglial permanece estável, auto-proliferando de forma estocástica sendo que as taxas de renovação podem variar de acordo com região do cérebro em que essas células estão povoando.

No entanto, em um modelo agudo de neurodegeneração (axotomia do nervo facial), os pesquisadores demonstraram que a micróglia passou da proliferação aleatória para a expansão clonal seletiva. Os autores também descobriram que a densidade e a distribuição da rede microglial original foram restauradas por apoptose específica. Para distinguir os subconjuntos microgliais no parênquima sem comprometer a barreira hematoencefálica, os autores geraram uma linhagem de camundongos repórter multicoloridos específicos para células mieloides ao cruzar camundongos CX3CR1creER com animais R26R-Confetti. O uso da tecnologia Cre-ER permitiu que aos autores induzir a recombinação levando à expressão de proteínas fluorescentes em um determinado momento e de uma maneira célula-específica. Brevemente, nessa construção a enzima Cre recombinase é fusionada a um domínio de ligação do receptor mutado de estrogênio humano (ER). Essa forma mutado do ER é ativada especificamente por tamoxifeno e não pelo estradiol como é o caso do receptor nativo. Após a indução da recombinação através da injeção de tamoxifeno, a micróglia CX3CR1 + expressa aleatoriamente uma das quatro proteínas repórter fluorescentes codificadas pela construção Confetti, permitindo a marcação específica e a longo prazo da micróglia e de suas células filhas. A essa linhagem de camundongos foi dada o nome de Microfetti. Ao combinar os dados obtidos com o camundongo Microfetti com modelos matemáticos, os autores foram capazes de analisar a rede microglial durante a homeostase e demonstrar uma considerável estabilidade microglial no cérebro adulto por mais de 36 semanas após a recombinação. Em locais específicos de proliferação celular, como o hipocampo e bulbo olfativo, os autores encontraram subpopulações de micróglia com auto-renovação aumentada. Os autores também forneceram informações sobre a dinâmica da rede de micróglia in vivo durante a doença e apos sua resolução ao examinar a dinâmica microglial após a axotomia do nervo facial, um modelo neurodegenerativo que não compromete a barreira hematoencefálica.

Usando este modelo, eles observaram a auto-renovação aleatória da micróglia no estado estacionário que se deslocou em direção à expansão clonal em resposta a uma lesão aguda. A micróglia rapidamente proliferou e formou um grupo de células-filhas, tal fenômeno foi observado precocemente, dois dias após a indução do dano, o que explica a microglioseobservada após a axotomia do nervo facial. A técnica Microfetti excluiu a possibilidade de que a micróglia fosse recrutada de outro lado do cérebro, pois isso levaria a uma distribuição mais aleatória das células rotuladas. A resolução da microgliose foi acompanhada por uma diminuição da densidade microglial. Finalmente, os autores sugerem que a rede microglial homeostática é restaurada por uma combinação de movimento microglial aleatório em compartimentos próximos e próximos e apoptose local na área da lesão.

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Referencias
Tay T.L., et al. A new fate mapping system reveals context-dependent random or clonal
expansion of microglia. Nature Neuroscience. 2017. Jun; 20(6):793-803
Kate Gao. Microfetti: a fate-mapping system for microglia. Nature Methods. 2017. May; 14:557.

Artigo.