T. LUCAS, L. ZHU E M. BUCKWALTER/GLIA 2021
Encontradas no baço, coração e pulmões, essas células negligenciadas são as estrelas?
No teatro do cérebro, as células nervosas há muito são escolhidas como as estrelas, dando vida às cenas mentais com suas performances elétricas e químicas. No entanto, muitos dos atores celulares no cérebro humano são células gliais, presumivelmente o elenco de apoio e os ajudantes de palco nos bastidores.
Nas últimas décadas, porém, evidências acumuladas mostraram que as glias não são apenas atores menores que mantêm o show funcionando. Eles realmente desempenham papéis principais em muitos dos atos mais importantes do cérebro, como lembrar, aprender e pensar.
E as pesquisas mais recentes apontam para um novo cenário surpreendente para a história da glia: fora do cérebro. Populações misteriosas de glia residem no coração, baço, pulmões e vários outros órgãos. Mas ninguém sabe como eles vão se encaixar na trama. As primeiras dicas sugerem que a história será fascinante.
Já estão surgindo pistas tentadoras sobre o que essas células estão fazendo. Glia parece ajudar a regular os batimentos do coração, por exemplo. Glia no baço reside entre as células nervosas e as células imunes – um local perfeito para influenciar a conexão entre saúde e estresse. Exatamente o que a glia está fazendo nos pulmões é desconhecido, mas o que quer que pareça importante, os primeiros experimentos sugerem – camundongos sem glia pulmonar morrem.
“O fato de que agora existem essas novas populações de células gliais sendo descobertas em órgãos únicos, esperamos desencadear muitas lâmpadas”, diz Sarah Ackerman, neurobióloga da Universidade de Washington em St. Louis. Como a maioria dos pesquisadores que estudam a glia, Ackerman se concentra na glia dentro do cérebro.
Ela vê um grande potencial no punhado de novos estudos que analisam a glia distante. “Haverá uma revelação de que, em todos esses órgãos, existem células gliais especializadas que apoiam a função dos neurônios, mas também a saúde geral dos órgãos”.
Compreender os papéis da glia fora do cérebro pode ter grandes implicações para a saúde humana, levando a melhores maneiras de tratar distúrbios cardíacos, problemas do sistema imunológico e até câncer de pulmão, suspeitam alguns cientistas.
“Se continuarmos a ignorar essas células, isso só vai nos atrasar”, diz Tawaun Lucas, neuroimunologista da Genentech em San Francisco. Ele recentemente descobriu detalhes sobre a glia em baços de camundongos.
Um caso de família
No cérebro, vários tipos de glia mantêm as coisas funcionando. Microglia são células imunes que patrulham os patógenos, ajudam a podar as conexões das células nervosas e muito mais. Os oligodendrócitos revestem as fibras nervosas em mielina, isolamento que acelera as mensagens. Os astrócitos guiam o crescimento das células nervosas, regulam o fluxo sanguíneo e influenciam os sinais entre os neurônios.
É muito cedo para saber o quão importante será a glia fora do cérebro. Talvez esses estudos sobre a glia representem um novo campo de pesquisa florescente. Ou talvez o mistério nunca seja resolvido. “A conexão que vai ter com o mundo convencional da glia como a conhecemos continua a ser vista”, diz Bruce Ransom, neurologista e neurocientista da Universidade da Cidade de Hong Kong, que também é editor-chefe da revista científica Glia. .
Ainda assim, vale a pena seguir as tramas potenciais desses grupos de glia recém-descritos. “Estamos sempre procurando aquela pequena abertura que você pode ampliar e ver algo realmente importante”, diz Ransom. “Essa é uma possibilidade aqui.”
Sistema imunológico encontra sistema nervoso
Glia são nomeados para cola, a substância pegajosa que existe apenas para manter outras coisas mais importantes juntas. No cérebro, várias glias dão muito suporte. Glia chamados astrócitos mantêm as células nervosas alimentadas. Microglia combate invasores. E os oligodendrócitos isolam os fios nervosos com uma substância gordurosa chamada mielina. Mas agora sabe-se que as glias também têm trabalhos muito mais sofisticados, incluindo alterar os sinais que passam entre as células nervosas, guiar o crescimento das células nervosas e podar as conexões neurais chamadas sinapses.
Os pesquisadores têm uma boa noção dos papéis de algumas células da glia fora do cérebro. A glia entérica ajuda o intestino a digerir os alimentos, por exemplo, e um tipo de glia chamada células de Schwann, irmãs dos oligodendrócitos do cérebro, espalha mielina nos nervos periféricos para ajudar a acelerar os sinais. Na pele, células de Schwann especializadas desencadeiam sensações de dor, relataram cientistas na Science em 2019. Pouco se sabe sobre a glia em outros órgãos, como a glia do baço, que intriga Lucas. Nomear essas glias pode ser complicado, pois as células às vezes compartilham semelhanças com vários tipos de outras glias. Por enquanto, essas glias externas são muitas vezes agrupadas em uma das duas categorias gerais, células de Schwann não mielinizantes ou glia satélite.
DENNIS KUNKEL MICROSCOPIA/FONTE CIENTÍFICA
Lucas começou como neurocientista na Universidade de Stanford, com foco no cérebro. Então um rato sob um microscópio mudou sua atenção. O camundongo foi geneticamente modificado para que sua glia brilhasse em verde. Enquanto Lucas olhava por todo o corpo, ele viu células verdes por todo o lado, inclusive no baço, linfonodos, rins, fígado e pulmões.
Sua conselheira em Stanford, a neurologista Marion Buckwalter, foi rapidamente cativada pela glia do baço. “Comecei a ler sobre o baço e pensei: “Isso é realmente fascinante'”, diz ela. O baço está repleto de células imunes. Como muitos órgãos, o baço também contém nervos que fazem parte do sistema nervoso simpático do corpo. Este sistema de controle pode dilatar as pupilas, acelerar os batimentos cardíacos e fazer o corpo suar. Muitas vezes chamado de “sistema de luta ou fuga”, o sistema nervoso simpático entra em ação sob ameaças, diz Lucas, “quer você seja chutado na cabeça, seja perseguido por um tigre ou tenha coisas estressantes acontecendo no trabalho”.
O sistema nervoso simpático e o sistema imunológico convergem no baço, e a glia pode ser particularmente importante nessa conexão. Experimentos com camundongos revelaram glias grandes e complexas no baço ao lado dos axônios das células nervosas que enviam mensagens. E “a apenas mícrons de distância, existem células imunes”, diz Buckwalter. A glia do baço está perfeitamente posicionada para se comunicar entre o sistema nervoso e o sistema imunológico, relataram os pesquisadores em 2021 em Glia.
Ao observar as instruções genéticas dentro dessas células gliais encontradas no baço, Lucas e seus colegas mostraram que as células gliais do baço têm o equipamento celular para falar a linguagem das células imunes e das células nervosas: elas podem sentir sinais químicos feitos pelas células imunes e podem detectar sinais químicos enviados por células nervosas. Como essas células usam esse maquinário é desconhecido, mas os resultados posicionam a glia do baço como comunicadores importantes. Até os experimentos de Lucas, ninguém tinha pistas sobre o comportamento da glia, diz Buckwalter.
A possibilidade de comunicação entre glia, células nervosas e células imunes no baço “tem implicações potencialmente enormes”, diz Buckwalter. Estresse e lesões cerebrais, como derrames, podem prejudicar o sistema imunológico. Após um acidente vascular cerebral, por exemplo, o sistema nervoso simpático instiga a morte de células imunes chamadas linfócitos B no baço, o que pode levar a infecções perigosas. As células imunes também desempenham um papel em distúrbios autoimunes, como esclerose múltipla e artrite reumatóide, que podem surgir em pessoas estressadas. Se a glia influencia as células imunológicas, talvez seu comportamento possa ser ajustado para evitar tais surtos.
T. LUCAS, L. ZHU E M. BUCKWALTER/GLIA 2021
A pesquisa até agora é preliminar. Ainda não está claro se essas glias do baço estão de fato enviando mensagens entre o sistema nervoso e o sistema imunológico e, em caso afirmativo, quais são os resultados dessas conversas. É muito cedo para dizer com certeza que a glia no baço das pessoas está envolvida em distúrbios autoimunes, diz Buckwalter. Mas a ideia despertou seu interesse.
Estudar essas células misteriosas em órgãos parece um tipo diferente de ciência, diz ela. É mais difícil do que apenas tentar encontrar uma peça perdida de um quebra-cabeça. “É como se tivéssemos um quebra-cabeça, e as peças não estão rotuladas e a caixa não tem imagem.”
O coração batendo
Um quebra-cabeça semelhante pode ser encontrado no coração.
Cody Smith, que estuda biologia neural na Universidade de Notre Dame, em Indiana, estava bem ciente de que o coração estava repleto de células nervosas. Acredita-se que a maioria das células nervosas tenha glia nas proximidades, e Smith estava ansioso para encontrar a glia do coração. Junto com a estudante de pós-graduação Nina Kikel-Coury, Smith foi procurá-los. “Nós realmente não tínhamos ideia do que esperar”, diz ele.
Descobriu-se que uma população de glia reside no coração do peixe-zebra. Chamadas de glia do nexo cardíaco, essas células aparecem no início do desenvolvimento do peixe-zebra e se espalham e formam uma teia fina ao redor do coração, Smith e Kikel-Coury relataram no ano passado na PLOS Biology.
No peixe-zebra, pelo menos, essas glias fazem um trabalho importante: elas guiam o desenvolvimento do coração e regulam os batimentos cardíacos. Quando os pesquisadores mexeram com as células, os batimentos cardíacos do peixe aumentaram. Esse é um efeito incomum, diz Smith. Normalmente, as interrupções nas células cardíacas fazem com que os batimentos cardíacos diminuam.
N. KIKEL-COURY (CC POR 4.0)
Ao olhar para outros conjuntos de dados que catalogam os genes ativos em células cardíacas de camundongos e humanos, os pesquisadores encontraram células que tinham coleções semelhantes de genes ativos para a glia do coração no peixe-zebra. Os genes compartilhados sugerem que essas glias podem estar no coração de muitas espécies. Esses dados “apóiam a ideia de que eles estão em humanos”, diz Smith.
Algumas cardiopatias congênitas apresentam defeitos na via de saída do coração, onde o sangue sai para uma artéria. Esse é também o local em que essas glias aparecem pela primeira vez no início do desenvolvimento do peixe-zebra. É possível, diz Smith, que essas glias possam estar envolvidas em problemas cardíacos humanos. “Estamos em uma fase tão inicial deste trabalho”, adverte. “Gostaria que tivéssemos mais respostas.”
A trama engrossa
As investigações da glia no baço e no cérebro são apenas o começo. Órgãos de todo o corpo podem contar com glia, outras dicas de pesquisa. Glia apareceram nos pulmões, por exemplo, encontrados em camundongos por Buckwalter e Gabriela Suarez-Mier, uma estudante de pós-graduação quando o trabalho foi feito.
A glia pulmonar pode estar envolvida na respiração e na troca de oxigênio nos capilares, diz Lucas, mas os detalhes são escassos. Essas glias são cruciais, sugerem os experimentos preliminares de Lucas: quando os pesquisadores usam uma toxina para matar a glia nos pulmões, “todos os animais morrem”.
Em seu trabalho atual, Lucas está estudando o papel potencial da glia no câncer. Tumores nos pulmões (e também no fígado e pâncreas) têm nervos que se ligam a eles, e a glia envolve esses nervos, diz Lucas. Em uma placa de laboratório, descobriram outros pesquisadores, as células de Schwann crescerão em direção às células cancerígenas. Portanto, o comportamento da glia que permanece perto de um tumor agora é uma questão importante, diz Lucas.
Pegando ar
Em um pulmão de camundongo, a glia (verde) envolve feixes nervosos espessos (a) que percorrem o pulmão e nervos em forma de malha que circundam os brônquios grandes e pequenos (b e c). Glia também envolve os nervos dos vasos sanguíneos (d) e as pequenas vias aéreas (e). Essa anatomia variada sugere algumas das maneiras pelas quais a glia pulmonar pode ajudar na troca de oxigênio.
Compreender as células gliais do corpo e possivelmente engajá-las para combater doenças exigirá mais do que uma compreensão superficial. Técnicas que revelam como células individuais usam diferentes coleções de genes prometem uma visão mais profunda da glia no corpo. Outros métodos de rotulagem genética oferecem uma maneira de monitorar essas glias misteriosas em animais vivos. “As ferramentas vão nos permitir ir de ‘OK, eles estão lá’ para ‘O que eles estão fazendo?'”, diz Ackerman, neurobiólogo da Universidade de Washington.
Os biólogos da Glia que olham além do cérebro ainda estão no início de seu roteiro. “Quais células estão aqui e como elas trabalham juntas?” Lucas pergunta. “Estamos começando da estaca zero.”
Estar fora do cérebro coloca essas glias em uma boa posição para serem possíveis alvos de terapias, diz Ackerman. O cérebro é difícil de alcançar com drogas, pois está abrigado em sua barreira hematoencefálica protetora. As células cerebrais também são menos capazes de se reparar do que as células do sistema nervoso periférico. “Podemos ser capazes de afetar mudanças positivas de uma maneira mais eficiente do que tentar reparar diretamente no cérebro ou na medula espinhal”, diz ela.
É muito cedo para dizer se as glias fora do cérebro fazem parte da mesma história que as glias do cérebro. A variedade de glia que reside fora do cérebro pode acabar sendo pedaços individuais de biologia díspar, nunca se unindo em um enredo relevante para todo o sistema nervoso, diz Ransom, da Universidade da Cidade de Hong Kong. “Acho que é um trabalho empolgante e interessante, e acho que é completamente justificado estudá-lo inteiramente”, diz ele. Por enquanto, não há como saber para onde a história de glia nos levará.
Publicado em 05/06/2022 23h43
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