¿Por qué la presencia de glóbulos blancos en el cerebro es esencial para su desarrollo normal según un nuevo estudio?

Si los glóbulos blancos se pueden encontrar en el cerebro ha sido controvertido, y su papel allí es un completo misterio.

En un estudio publicado en Cell , un equipo internacional de científicos dirigido por el profesor Adrian Liston (Instituto Babraham, Reino Unido y VIB-KU Lovaina, Bélgica) describe una población de células inmunes especializadas residentes en el cerebro descubiertas en el cerebro humano y del ratón, y muestra que la presencia de glóbulos blancos es esencial para el desarrollo normal del cerebro en ratones.

Al igual que una sede altamente fortificada, nuestro cerebro goza de una protección especial contra lo que circula en el resto de nuestro cuerpo a través de la barrera hematoencefálica.

Este borde altamente selectivo asegura que el paso de la sangre al cerebro esté estrictamente regulado.

La barrera hematoencefálica también separa el cerebro del sistema inmunitario de nuestro cuerpo, por lo que tiene sus propias células inmunes residentes, llamadas microglia, que provocan inflamación y reparación de tejidos.

Las microglias llegan al cerebro durante el desarrollo embrionario, y más tarde, la población se renueva a sí misma.

Sin embargo, se ha descubierto que los glóbulos blancos, que forman parte de nuestro sistema inmunitario, desempeñan un papel en diferentes enfermedades cerebrales, incluidas la esclerosis múltiple, la enfermedad de Alzheimer y Parkinson o un accidente cerebrovascular.

Si los glóbulos blancos también se pueden encontrar en cerebros sanos y qué podrían estar haciendo allí, ha sido objeto de un intenso debate.

Un equipo interdisciplinario de científicos dirigido por el profesor Adrian Liston (Instituto Babraham y VIB-KU Leuven) se propuso encontrar las respuestas.

Glóbulos blancos en el cerebro

"Una idea falsa sobre los glóbulos blancos proviene de su nombre", explica el Dr. Oliver Burton (Instituto Babraham).

"Estas 'células inmunes' no solo están presentes en la sangre. Circulan constantemente alrededor de nuestro cuerpo y entran en todos nuestros órganos, incluido, el cerebro. Recién estamos comenzando a descubrir qué hacen las células blancas cuando salen de la sangre. Esta investigación indica que actúan como intermediarios, transfiriendo información del resto del cuerpo al ambiente del cerebro".

El equipo cuantificó y caracterizó una población pequeña pero distinta de células T auxiliares cerebrales presentes en el tejido cerebral de ratones y humanos.

Las células T son un tipo específico de glóbulos blancos especializados para escanear las superficies celulares en busca de evidencia de infección y desencadenar una respuesta inmune adecuada.

Las nuevas tecnologías permitieron a los investigadores estudiar las células con gran detalle, incluidos los procesos por los cuales las células T circulantes ingresaron al cerebro y comenzaron a desarrollar las características de las células T residentes en el cerebro.

Dr. Carlos Roca (Instituto Babraham): "La ciencia se está volviendo cada vez más multidisciplinaria. Aquí, no solo aportamos experiencia en inmunología, neurociencia y microbiología, sino también en informática y matemáticas aplicadas. Los nuevos enfoques para el análisis de datos nos permiten llegar a un nivel mucho más profundo de comprensión de la biología de los glóbulos blancos que encontramos en el cerebro ".

Un papel evolutivo

Cuando las células T auxiliares están ausentes del cerebro, los científicos descubrieron que las células inmunes residentes (microglia) en el cerebro del ratón permanecieron suspendidas entre un estado de desarrollo fetal y adulto.

Observacionalmente, los ratones que carecen de células T cerebrales mostraron múltiples cambios en su comportamiento.

El análisis apunta a un papel importante para las células T residentes en el cerebro en el desarrollo del cerebro.

Si las células T participan en el desarrollo normal del cerebro en ratones, ¿podría ser lo mismo en humanos?

"En ratones, la ola de entrada de células inmunes al nacer desencadena un cambio en el desarrollo del cerebro", dice Liston.

"Sin embargo, los humanos tienen una gestación mucho más larga que los ratones, y no sabemos sobre el momento de la entrada de las células inmunes en el cerebro. ¿Esto ocurre antes del nacimiento? ¿Se retrasa hasta después del nacimiento? ¿Contribuyó un cambio en el momento de la entrada? ¿De eso depende la evolución de la capacidad cognitiva mejorada en humanos?

Los hallazgos abren una nueva gama de preguntas sobre cómo interactúan el cerebro y nuestro sistema inmunológico.

"Ha sido realmente emocionante trabajar en este proyecto. Estamos aprendiendo mucho sobre cómo nuestro sistema inmunitario puede alterar nuestro cerebro y cómo nuestro cerebro modifica nuestro sistema inmunitario. Los dos están mucho más interconectados de lo que pensábamos anteriormente", dice el Dr. Emanuela Pasciuto (VIB-KU Lovaina).

El estudio también establece una conexión con el microbioma intestinal, dice Liston: "Ahora hay múltiples vínculos entre las bacterias en nuestro intestino y diferentes condiciones neurológicas, pero sin ninguna explicación convincente de qué los conecta. Mostramos que los glóbulos blancos están modificados por bacterias intestinales, y luego llevar esa información con ellos al cerebro. Esta podría ser la ruta por la cual nuestro microbioma intestinal influye en el cerebro ".

Tomados en conjunto, los resultados contribuyen al reconocimiento creciente del papel de las células inmunes en el cerebro y arrojan nueva luz sobre su participación en una variedad de enfermedades neurológicas.

Fuente de la:

Materiales proporcionados por el Instituto Babraham

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Referencia de revista

1. Emanuela Pasciuto, Oliver T. Burton, Carlos P. Roca, Vasiliki Lagou, Wenson D. Rajan, Tom Theys, Renzo Mancuso, Raul Y. Tito, Lubna Kouser, Zsuzsanna Callaerts-Vegh, Alerie G. de la Fuente, Teresa Prezzemolo, Loriana G. Mascali, Aleksandra Brajic, Carly E. Whyte, Lidia Yshii, Anna Martinez-Muriana, Michelle Naughton, Andrew Young, Alena Moudra, Pierre Lemaitre, Suresh Poovathingal, Jeroen Raes, Bart De Strooper, Denise C. Fitzgerald, James Dooley Adrian Liston. Microglia requiere que las células T CD4 completen la transición de feto a adulto . Cell , 2020; DOI: 10.1016 / j.cell.2020.06.026