Los investigadores encuentran subconjuntos de astrocitos antiinflamatorios controlados por microbioma

Los astrocitos son el tipo de células más abundante dentro del sistema nervioso central (SNC), pero siguen estando mal caracterizados. Los investigadores han asumido durante mucho tiempo que la función principal de los astrocitos es proporcionar nutrientes y apoyo a las células nerviosas del cerebro que se examinan más de cerca; A través de los años, sin embargo, La creciente evidencia ha demostrado que los astrocitos también pueden promover activamente la neurodegeneración, inflamación, y enfermedades neurológicas.

Ahora, un equipo dirigido por investigadores del Brigham and Women's Hospital, ha demostrado que una subpoblación de astrocitos específica puede hacer lo contrario, en lugar de servir un protector, Función antiinflamatoria dentro del cerebro basada en señales reguladas por las bacterias que residen en el intestino. Los hallazgos sobre la nueva vía antiinflamatoria se publican en Naturaleza .

A través de los años, muchos laboratorios, incluido el mío, han identificado funciones importantes de los astrocitos en la promoción de enfermedades neurológicas. Este es el primer caso en el que mostramos que al menos un subconjunto de estas células (astrocitos) puede prevenir la inflamación. La razón por la que no hemos visto esto antes fue porque estábamos estudiando estas células como si fueran uniformes, o un solo tipo de celda. Pero ahora tenemos la resolución de ver las diferencias entre estas células ".

Francisco Quintana, Doctor, Autor correspondiente, Centro Ann Romney de Enfermedades Neurológicas, Brigham

Los investigadores utilizaron herramientas refinadas de análisis de genes y proteínas para identificar el nuevo subconjunto de astrocitos. La población de astrocitos reside cerca de las meninges (la membrana que encierra el cerebro) y expresa una proteína llamada LAMP1, junto con una proteína llamada TRAIL, que puede inducir la muerte de otras células. Estas características ayudan a los astrocitos LAMP1 + TRAIL + a limitar la inflamación del SNC al inducir la muerte celular en las células T que promueven la inflamación.

Para determinar qué mecanismo controla los astrocitos LAMP1 + TRAIL + en el cerebro, los investigadores realizaron una serie de pruebas utilizando la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9. Descubrieron que una molécula de señalización particular, llamado interferón-gamma, regula la expresión de TRAIL. Es más, encontraron que el microbioma intestinal induce la expresión de interferón-gamma en las células que circulan por el cuerpo y finalmente llegan a las meninges, donde pueden promover las actividades antiinflamatorias de los astrocitos.

Comprender los mecanismos que impulsan las funciones antiinflamatorias de los astrocitos LAMP1 + TRAIL + podría permitir a los investigadores desarrollar enfoques terapéuticos para combatir enfermedades neurológicas, como la esclerosis múltiple. Por ejemplo, están explorando candidatos probióticos que se pueden utilizar para regular la actividad antiinflamatoria de los astrocitos. Adicionalmente, Los datos más recientes del equipo de investigación indican que ciertos tumores cerebrales aprovechan esta vía para evadir la respuesta inmune del cuerpo. Por lo tanto, los investigadores están desarrollando inmunoterapias contra el cáncer para tomar represalias contra los ataques de los tumores.

"Encontrar subconjuntos de astrocitos antiinflamatorios controlados por microbioma es un avance importante en nuestra comprensión de la inflamación del SNC y su regulación, ", Dijo Quintana." Este es un mecanismo muy novedoso por el cual el intestino controla la inflamación en el cerebro. Orienta nuevas terapias para enfermedades neurológicas, y creemos que este mecanismo podría contribuir a la patogénesis de los tumores cerebrales ".

El laboratorio de Quintana identificó el único otro subconjunto de astrocitos que se sabe que está regulado por el microbioma intestinal en 2016, pero los investigadores creen que probablemente haya otros. "Está quedando claro que la flora intestinal es importante en muchas enfermedades, ", dijo." Tenemos suerte de haber estado liderando la carga para identificar diferentes subconjuntos de astrocitos y los mecanismos que los controlan. Tenemos una lista de otras poblaciones de astrocitos, y estamos trabajando para ver cómo la flora intestinal puede controlarlos ".

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