banner_immuno2018
6 julho, 2016 • 8:05 Enviado por Andre Bafica

Entre a microglia e a Doença de Alzheimer: Será a imunologia a ponte?

Por: Maíra Bicca/PPGFMC. Editor-chefe: André Báfica

 A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pelo acúmulo de duas diferentes proteínas: o peptídeo Aβ e a proteína Tau, principalmente nas regiões corticais e hipocampais do encéfalo de pacientes portadores da DA. Estas regiões são determinantes para o processamento da memória. Não é o acúmulo per se das proteínas Aβ e Tau que afeta as funções neurológicas dos portadores da doença e, há mais de duas décadas, foi proposto que o processo inflamatório e o processo oxidativo são fatores fundamentais que contribuem para a progressão do dano do encéfalo (MCGEER et al., 1989).

O estresse oxidativo compreende uma série de alterações como, por exemplo, a disfunção mitocondrial, a ativação de receptores NMDA, a excitoxicidade induzida por Ca2+ e a produção de espécies reativas de oxigênio (EROS) (SULTANA; BUTTERFIELD, 2009). No processo inflamatório, estão presentes a ativação de enzimas pró-inflamatórias, a indução da expressão de proteínas inflamatórias, a produção e liberação de citocinas, a ativação e a migração das células da glia (principalmente a microglia), além de outros fatores (DISABATO; QUAN; GODBOUT, 2016; MORALES et al., 2014). É muito provável que ambos os processos ocorram de maneira concomitante e cooperativa.

Em um trabalho de tese recentemente concluído no Programa de Pós-graduação em Farmacologia da UFSC, uma hipótese original foi levantada pela agora Dra Maíra Bicca sob a orientação do Prof. João Batista Calixto. Muitos estudos tem evidenciado a participação do receptor TRPA1 (do inglês; Transient Receptor Potential Ankyrin 1) no processo inflamatório e no estresse oxidativo; ambos os processos estão intimamente ligados ao desencadeamento e progressão da DA. Ademais, todos os compostos endógenos que ativam o TRPA1 (Ca2+, EROS, etc.) estão também expressos de maneira excessiva ou apresentam-se muito ativados/elevados durante a progressão da DA. Entretanto, nunca antes foi demonstrada a existência do TRPA1 no encéfalo, ou o seu envolvimento na DA. Portanto, a hipótese do trabalho foi de que ocorreria a ativação do receptor TRPA1 durante a iniciação e progressão da DA, promovendo uma potencialização dos processos inflamatório e oxidativo.

Dentre outros resultados intrigantes, há o que mostrou que o receptor TRPA1 está expresso em nível de corpos neuronais da camada piramidal e granular do hipocampo. Os dados in vitro desta tese também subsidiam este achado. Ainda, os AβOs apresentavam-se atacando os neurônios – em “puncta”, uma característica dos oligômeros menores e solúveis – porém, grandes agregados de oligômeros foram também encontrados. Mais surpreendente foi o fato de que, em parte, estes grandes agregados de AβOs estavam recobertos por intensa marcação para o TRPA1.

Todas as evidências conduziram à expressão de TRPA1 na microglia, que por sua vez estaria circundando, ou atacando, os grandes agregados de AβOs. O processo neuroinflamatório está evidente durante a progressão da DA em humanos, e também em modelos experimentais genéticos (MINTER; TAYLOR; CRACK, 2016). Uma das características da neuroinflamação é a ativação microglial (TAKEDA; SATO; MORISHITA, 2014). O receptor TRPA1 é amplamente envolvido em diferentes condições inflamatórias (STRAUB, 2014). Adicionalmente, os achados in vitro deste estudo evidenciaram a expressão de TRPA1 na microglia e sua expressão aumentada frente a exposição aos AβOs. Outros dados foram obtidos através de experimentos de imunofluorescência de tripla marcação para TRPA1, AβOs (oligômeros de Aβ) e microglia nas fatias dos animais transgênicos (TG) 5xFAD modelos da DA. As fotografias resultantes da projeção máxima do eixo “z” obtida por microscopia confocal, da sub-região CA3 do hipocampo e córtex dos animais TG e WT são mostradas na Figura 1. Estes resultados (ainda não publicados) demonstram que o TRPA1 está expresso na microglia e sugerem que estas células atacam os grandes agregados de AβOs e os oligômeros menores solúveis. Quais as consequências da interação de microglia com os agregados de AβOs?

Nos últimos anos, o estudo da mudança de fenótipo dos macrófagos em diferentes condições patológicas tem ganhado grande atenção (OLAH et al., 2011; WEIGERT; BRÜNE, 2008). Acredita-se que o macrófago em um perfil pró-inflamatório, M1, ou também denominado clássico, é capaz de produzir e liberar uma variedade de citocinas pró-inflamatórias como TNF-α, IL-6, IL-12, IL-1β; expressar enzimas como iNOS e NOX (NADPH oxidases) e produzir intermediários tóxicos como EROS e ERNS (espécies reativas de nitrogênio), ao passo que a produção de citocinas anti-inflamatórias é suprimida. Por outro lado, o macrófago que apresenta um perfil anti-inflamatório, M2, ou também chamado alternativo, produz citocinas anti-inflamatórias como IL-10, IL-4, IL-13, e TGF-β; e assume este perfil na tentativa de promover resolução da inflamação, imunomodulacão, homeostase e angiogênese, por exemplo, em detrimento da produção de citocinas pró-inflamatórias (para revisão ver VARNUM; IKEZU, 2012). Evidentemente, por apresentaram características funcionais e genéticas muito parecidas – descendem de um mesmo progenitor – a microglia é considerada o macrófago do SNC (ROCK et al., 2004).

Um trabalho pioneiro demonstrou que a alteração do perfil fenotípico microglial – de M2 para M1 – é determinada pelo envelhecimento e acúmulo de AβOs, nos animais transgênicos PS1M146L/APP751SL, modelos da DA (JIMENEZ et al., 2008). Foi experimentalmente observado neste trabalho de tese que os AβOs parecem induzir um perfil pró-inflamatório, visto que as microglias tratadas com estes oligômeros apresentaram intensa expressão e/ou ativação de marcadores como iNOS e p-65/NF-κB, além de baixa expressão de IL-10. Já o tratamento com os antagonistas do TRPA1, compostos que melhoram significativamente a memória em modelos experimentais de DA, parecem induzir mudança de fenótipo microglial para um perfil M2 anti-inflamatório. Observou-se um aumento de expressão de IL-10 em detrimento da ativação de p-65/NFκB e expressão de iNOS.

A alteração de fenótipo microglial induzida pelo bloqueio dos receptores TRPA1, presentes na microglia, apareceria como um importante mecanismo de modulação que auxiliaria a microglia na manutenção do acúmulo de oligômeros, e, por consequência, favoreceria a integridade sináptica e a memória. Estes resultados favorecem a implicação da microglia e do TRPA1 como imunomoduladores. Entretanto, o mecanismo pelo qual o receptor TRPA1 influencia estas células ainda permanece por ser esclarecido.

 

Figura 1. Distribuição do receptor TRPA1 e dos AβOs e a expressão de células microgliais no hipocampo e no córtex de camundongos transgênicos 5xFAD. Imagens representativas da tripla marcação por imunofluorescência para o TRPA1 (verde), AβOs42 (NU4; vermelho) e microglia ativada (Iba-1; azul) no hipocampo (CA3) e córtex (CT) de camundongos transgênicos 5xFAD (7 meses de idade) (painel superior) e camundongos wild-type (WT) (painel inferior). Quadros ciano (a-c) representam a colocalização entre azul e verde; quadros magenta (d-f) representam a colocalização entre azul e vermelho (exemplificado pelas setas brancas); quadros amarelos (g-i) representam a colocalização entre verde e vermelho. Foram realizados 2 experimentos independentes; n= 3 animais por grupo. As figuras representam a projeção máxima de todas as imagens capturadas no eixo “z” utilizando microscópio confocal, em um aumento de 400x. Escala= 20 μm.
Figura 1. Distribuição do receptor TRPA1 e dos AβOs e a expressão de células microgliais no hipocampo e no córtex de camundongos transgênicos 5xFAD. Imagens representativas da tripla marcação por imunofluorescência para o TRPA1 (verde), AβOs42 (NU4; vermelho) e microglia ativada (Iba-1; azul) no hipocampo (CA3) e córtex (CT) de camundongos transgênicos 5xFAD (7 meses de idade) (painel superior) e camundongos wild-type (WT) (painel inferior). Quadros ciano (a-c) representam a colocalização entre azul e verde; quadros magenta (d-f) representam a colocalização entre azul e vermelho (exemplificado pelas setas brancas); quadros amarelos (g-i) representam a colocalização entre verde e vermelho. Foram realizados 2 experimentos independentes; n= 3 animais por grupo. As figuras representam a projeção máxima de todas as imagens capturadas no eixo “z” utilizando microscópio confocal, em um aumento de 400x. Escala= 20 μm.