Notícia

Sistema glinfático não funciona adequadamente durante meningite bacteriana

Fonte

Instituto Karolinska

Data

domingo, 4 setembro 2022 12:30

Áreas

Biologia. Biomedicina. Bioquímica. Doenças Infecciosas. Fisiologia. Imunologia. Microbiologia. Neurociências. Patologia.

A meningite bacteriana é uma doença infecciosa do cérebro que acarreta risco de vida e deixa muitos sobreviventes com deficiências neurológicas de longa duração. Recentemente, pesquisadores do Instituto Karolinska, na Suécia, mostraram em um estudo com camundongos que a ferramenta do cérebro para eliminação de resíduos, o sistema glinfático, funciona mal durante a meningite bacteriana, causando um acúmulo de ‘lixo tóxico’ que danifica as células cerebrais. Os resultados foram publicados na revista científica mBio.

“Nosso estudo mostrou que o sistema linfático perde sua funcionalidade quando ocorre uma infecção no cérebro”, disse o Dr. Federico Iovino, professor e líder de grupo do Departamento de Neurociência do Instituto Karolinska e autor sênior do estudo. “Embora tenhamos estudado apenas camundongos até agora, acreditamos que é possível que os mesmos mecanismos estejam em ação em humanos e que o sistema linfático possa ser um novo caminho a explorar na esperança de encontrar tratamentos para prevenir deficiências neurológicas causadas pela meningite bacteriana”, destacou o pesquisador.

O sistema linfático foi descrito pela primeira vez em 2013 como uma espécie de ‘máquina de lavar’ que limpa os resíduos do sistema nervoso central, que compreende o cérebro e a medula espinhal. Várias doenças neurológicas, incluindo Alzheimer e doença de Parkinson, foram associadas à sua disfunção.

Neste estudo, o grupo de pesquisa do Dr. Federico Iovino e colaboradores do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas em Houston, nos Estados Unidos, e da Universidade do Extremo Sul Catarinense (UNESC), no Brasil, examinaram o sistema linfático em animais infectados com a bactéria Streptococcus pneumoniae. S. pneumoniae é o principal patógeno causador de meningite bacteriana, uma infecção potencialmente mortal que em muitos casos leva a incapacidades permanentes.

Impacto neurológico

Os pesquisadores encontraram maiores quantidades de resíduos bacterianos no cérebro de camundongos com meningite do que em um grupo de controle. As concentrações foram mais altas nos compartimentos do líquido cefalorraquidiano do cérebro. Em contraste, os exames de sangue revelaram baixos níveis de componentes bacterianos, indicando que o sistema linfático não conseguiu drenar o cérebro de bactérias e produtos associados. Ao longo do tempo, foram observados sinais aumentados de neuroinflamação e dano neuronal, com uma perda correspondente de habilidades cognitivas.

“Cerca da metade dos sobreviventes da meningite pneumocócica sofre de deficiências neurológicas, como perda auditiva, atraso motor e cognitivo e distúrbios psiquiátricos, por causa dos neurônios danificados pela infecção”, disse o professor Federico Iovino. “Como os neurônios danificados muitas vezes não podem ser reparados ou substituídos, é importante encontrar maneiras de prevenir a lesão, e o primeiro passo nessa direção é entender os mecanismos moleculares”.

Canal de água é importante

Para aprofundar sua compreensão, os pesquisadores examinaram os tecidos e células cerebrais em detalhes. Eles se concentraram em um transportador de fluido fundamental, o canal de água aquaporina-4 (AQP4), localizado nas extremidades das cordas de astrócitos, que são células em forma de estrela que atuam como guardiãs do sistema glinfático.

Este canal de água normalmente regula as trocas de fluidos entre os compartimentos do líquido cefalorraquidiano e outras áreas do cérebro. Mas o que os pesquisadores descobriram foi que durante a meningite pneumocócica, o canal de água AQP4 perde seu lugar natural e a conexão com a parede do vaso da barreira hematoencefálica. Os pés terminais astrocíticos se desprenderam das paredes dos vasos depois que os astrócitos incham em resposta à neuroinflamação causada pela infecção bacteriana.

“É como um efeito de bola de neve”, disse o professor Federico Iovino. “A infecção causa um acúmulo de produtos bacterianos tóxicos que ativam uma resposta imune que leva à neuroinflamação. A inflamação desencadeia processos celulares que levam a um descolamento dos pés terminais astrocíticos das paredes da barreira hematoencefálica com consequente deslocamento e perda de função do importante canal de água AQP4. Combinados, esses eventos resultam em um sistema linfático com defeito e consequente dano neuronal”.

Participaram da pesquisa a Dra. Jaqueline Generoso, professora da UNESC e primeira autora do artigo; Allan Collodel, doutorando da UNESC; Dr. Diogo Dominguini, pós-doutorando da UNESC;  Roberta Santo, doutoranda da UNESC; Dra. Fabricia Petronilho, professora da UNESC com pós-doutorado na Universidade do Texas em Houston e Dra. Tatiana Barichello, professora da UNESC e da Universidade do Texas em Houston.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto Karolinska (em inglês).

Fonte: Anne Hammarskjöld, Instituto Karolinska. Imagem: ilustração mostra uma imagem tridimensional (3D), gerada por computador, de um grupo de bactérias Gram-positivas Streptococcus pneumoniae. A recriação artística foi baseada em imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM). Fonte: Dan Higgins, CDC/Antibiotic Resistance Coordination and Strategy Unit.

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