Mecanismos genéticos envolvidos na atividade de células da glia

03/10/2023 at 05:10:50

As células da glia são um tipo de célula não neuronal encontrada no sistema nervoso central (SNC) e no sistema nervoso periférico (SNP). Elas desempenham um papel fundamental no suporte e na regulação das funções neurais. Recentemente, houve avanços significativos na compreensão dos mecanismos genéticos envolvidos na atividade das células da glia, e aqui, discutiremos alguns desses mecanismos.

As células da glia são importantes células imunes presentes no sistema nervoso central responsáveis por funções de defesa e suporte neuronal, destacando-se as micróglias e os astrócitos. As micróglias são macrófagos residentes no sistema nervoso central e são altamente sensíveis a mínimas perturbações fisiológicas, sendo as principais células envolvidas na manutenção da homeostasia tecidual cerebral. Elas se encontram em estágio de latência não ativadas em uma situação fisiológica homeostásica, porém são ativadas após a presença de algum mecanismo agressor decorrente de uma lesão induzida por algum tipo de estresse tecidual ou corpo estranho. Nesse processo de ativação microglial, ocorre a mudança de morfologia ramificada para morfologia amebóide. Já os astrócitos são outros tipos de células gliais com morfologia em forma de astro em seu estágio não ativada, diminuindo seus prolongamentos após ativação. Assim como as micróglias, os astrócitos também possuem importante função de defesa, participando ativamente do processo de cicatrização glial após lesão do tecido. Além disso, o astrócito também possui um papel de regulação da concentração de diversas substâncias com potencial para interferir nas funções neuronais normais, participando ativamente do processo de nutrição neuronal. Porém, para cada papel dessas células é imprescindível que a maquinaria genética e molecular funcione de forma adequada desde as fases de proliferação e diferenciação celular até as funções mais complexas.

A proliferação e a diferenciação das células da glia são controladas por uma rede complexa de genes. Fatores de transcrição específicos, como o fator de transcrição Olig2, que desempenham um papel importante na especificação e no desenvolvimento das células da glia. Como é conhecido na literatura, a micróglia, por exemplo, pode apresentar um fenótipos distintos, como uma função pró-inflamatória e anti-inflamatória. As células da glia também estão envolvidas na regulação das funções sinápticas. Elas interagem com neurônios por meio de uma variedade de sinais, incluindo liberação de neurotransmissores como é o caso do glutamato, além da liberação de fatores de crescimento. Além disso, os microRNAs (imagem abaixo) também atuam na regulação da comunicação entre neurônios e células da glia e na modulação da plasticidade sináptica. As células da glia desempenham um papel importante na formação e manutenção da barreira hematoencefálica. A barreira hematoencefálica é essencial para manter o ambiente adequado para a função neuronal. Mecanismos genéticos, como a expressão de proteínas de junção celular, têm sido identificados como reguladores críticos da função de barreira das células da glia.

Trabalhos recentes demonstraram que processos microgliais distais (PeMP) (imagem abaixo) contém subunidades ribossomais e transcritos de mRNA e sintetizam novas proteínas. Esses ribossomos associados a esses processos microgliais são enriquecidos com mRNAs microgliais específicos, direcionados para defesa de patógenos, fagocitose e motilidade celular. Além disso, os transcritos detectáveis por PeMP são mais curtos, têm maior conteúdo de GC na codificação e 3' UTRs e codificam mais membrana, lisossomal, retículo endoplasmático e proteínas secretadas, sendo a síntese de proteínas abundante nas estruturas fagocíticas microgliais. Caso ocorra o bloqueio da tradução, prejudica-se a formação da estrutura fagocítica, o engolfamento de partículas e a localização da proteína lisossômica CD68.

Fonte: adaptada de Vasek, Michael J., et al. (2023)

Essas são apenas algumas áreas de pesquisa recente sobre os mecanismos genéticos envolvidos na atividade das células da glia. É importante destacar que a compreensão desses mecanismos continua a evoluir rapidamente, e mais pesquisas são necessárias para obter um conhecimento mais completo e atualizado nessa área.

Referências:

Vasek, Michael J., et al. "Local translation in microglial processes is required for efficient phagocytosis." Nature Neuroscience (2023): 1-11.

Bilican, B., Fiore-Hériché, C., Compston, A., & Chandran, S. (2018). Quantification of oligodendrocyte progenitor cells in human corticospinal tissue using flow cytometry. Nature Protocols, 13(7), 1708-1717.

Santello, M., Toni, N., & Volterra, A. (2019). Astrocyte function from information processing to cognition and cognitive impairment. Nature Neuroscience, 22(2), 154-166.

Liddelow, S. A., Guttenplan, K. A., Clarke, L. E., Bennett, F. C., Bohlen, C. J., Schirmer, L., ... & Barres, B. A. (2017). Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia. Nature, 541(7638), 481-487.

Choudhury, M. E., Miyanishi, K., Takeda, H., Islam, A., Matsuoka, N., Kubo, M., & Matsumoto, S. (2019). Microglial activation and blood-brain barrier permeability precede white matter lesions in hAPP-J20 mouse model of Alzheimer's disease. Neuroscience, 408, 71-81.

Abbott, N. J., Patabendige, A. A., Dolman, D. E., Yusof, S. R., & Begley, D. J. (2010). Structure and function of the blood–brain barrier. Neurobiology of Disease, 37(1), 13-25.

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