Descobertas células cerebrais que controlam a febre e outros sintomas durante a doença
Febre1, perda de apetite e busca por aquecimento são respostas comuns a infecções2, e a descoberta das células3 cerebrais responsáveis por esse comportamento em camundongos pode ajudar a tratar doenças crônicas.
Agora, em um estudo publicado na revista Nature, as células3 cerebrais responsáveis por gerar febre1 e outros sintomas4 de doença foram descobertas.
Todos os animais respondem à doença em grande parte da mesma maneira, experimentando sintomas4 como febre1, fadiga5, perda de apetite e busca por aquecimento. Estudos anteriores sugeriram que a febre1 ajuda os animais a sobreviver a crises de doença, aumentando a temperatura corporal – dificultando a sobrevivência6 de patógenos – enquanto a fadiga5 e a perda de apetite têm sido associadas à regulação da energia.
Para identificar as partes do cérebro7 responsáveis por coordenar esses comportamentos, Catherine Dulac, da Universidade de Harvard, e seus colegas injetaram em camundongos moléculas que induzem efeitos semelhantes a uma doença genuína. Eles usaram essas moléculas para evitar o risco de um patógeno real se espalhar descontroladamente.
Uma molécula, lipopolissacarídeo, imita os efeitos de uma infecção8 bacteriana, enquanto a outra, ácido poliinosínico-policitidílico, imita uma infecção8 viral. Ambas as moléculas desencadeiam uma resposta inflamatória aguda que, por sua vez, causa sintomas4 como febre1.
Leia sobre "Por que temos febre1" e "Diferenças entre inflamação9 e infecção8".
Os pesquisadores usaram sequenciamento e imagens fluorescentes para determinar quais neurônios10 eram mais ativos nos cérebros dos camundongos durante a doença induzida. Eles suspeitavam que os neurônios10 responsáveis por regular os sintomas4 da doença estariam no hipotálamo11. “É aí que ocorre todo o controle do apetite e da termorregulação”, diz Dulac.
A equipe encontrou uma população de neurônios10 que se encaixam na área pré-óptica medial ventral do hipotálamo11, que geralmente é responsável pela termorregulação. Esses neurônios10 foram significativamente ativados pelas moléculas produtoras de doenças, em comparação com os cérebros de camundongos que não receberam as moléculas.
Para confirmar as descobertas, a equipe inibiu geneticamente esses neurônios10 em camundongos para que não fossem ativados durante a doença. Os camundongos alterados não desenvolveram febre1 quando receberam uma das moléculas produtoras de doenças, enquanto também experimentavam uma queda menor em seus apetites e não buscavam tanto calor. Eles ainda estavam cansados, no entanto, sugerindo que esse sintoma12 é regulado por outra parte do cérebro7.
Dulac diz estar confiante de que os humanos têm uma população semelhante de neurônios10 que controlam os sintomas4 da doença. “O hipotálamo11 dos mamíferos é extremamente conservado”, diz ela.
Ela também espera que essas descobertas ajudem os pesquisadores a desenvolver tratamentos para reduzir os sintomas4 de doenças crônicas. “Pode-se também usar nossas descobertas para fazer perguntas que podem beneficiar a saúde13 humana”, diz Dulac. “Por exemplo, o que acontece se esses neurônios10 da doença são ativados com frequência – inclusive durante o início da vida – eles se tornam mais sensíveis à doença?”
“Uma das maiores ameaças à sobrevivência6 é a infecção8”, diz Marysia Placzek, da Universidade de Sheffield, no Reino Unido. “Se as células3 em nossos corpos estão infectadas, elas começam a fazer sinais14 ‘imunes’, mas se isso fosse tudo o que acontecesse, seria uma resposta muito pequena, muito local.”
“Este estudo encontrou um novo grupo de neurônios10 hipotalâmicos que são ativados por sinais14 imunológicos”, diz Placzek. “Eles então organizam a enorme resposta necessária para combater a infecção”.
No artigo publicado, os pesquisadores descrevem como essa população neuronal pré-óptica controla a febre1 e o apetite durante a doença.
Eles contextualizam que, durante a infecção8, os animais exibem mudanças adaptativas na fisiologia15 e no comportamento visando aumentar a sobrevivência6. Embora existam muitas causas de infecção8, elas desencadeiam sintomas4 estereotipados semelhantes, como febre1, busca por aquecimento, perda de apetite e fadiga5. No entanto, exatamente como o sistema nervoso16 altera a temperatura corporal e desencadeia comportamentos de doença para coordenar as respostas à infecção8 permanece desconhecido.
Neste estudo, identifiou-se uma população previamente não caracterizada de neurônios10 na área pré-óptica medial ventral (POMV) do hipotálamo11 que são ativados após doença induzida por lipopolissacarídeo (LPS) ou ácido poliinosínico-policitidílico. Esses neurônios10 são cruciais para gerar uma resposta de febre1 e outros sintomas4 de doença, como busca por aquecimento e perda de apetite.
O sequenciamento de RNA de núcleo único e a hibridização in situ17 de fluorescência robusta a erros multiplexados descobriram a identidade e distribuição de neurônios10 POMV ativados por LPS (POMV-LPS) e células3 não neuronais.
A expressão gênica e as medidas eletrofisiológicas implicam em um mecanismo parácrino no qual a liberação de sinais14 imunes por células3 não neuronais durante a infecção8 ativa neurônios10 POMV-LPS próximos.
Por fim, mostrou-se que os neurônios10 POMV-LPS exercem uma ampla influência na atividade de áreas cerebrais associadas a funções comportamentais e homeostáticas e estão sinapticamente e funcionalmente conectados a nós de circuitos que controlam a temperatura corporal e o apetite.
Juntos, esses resultados revelam os neurônios10 da área pré-óptica medial ventral ativados por lipopolissacarídeo como um centro de controle que integra sinais14 imunológicos para orquestrar vários sintomas4 de doença em resposta à infecção8.
Veja também sobre "O que são vírus18", "O que são bactérias" e "Prevenção em saúde13: sinais14 e sintomas4 que não devem ser ignorados".
Fontes:
Nature, publicação em 08 de junho de 2022.
New Scientist, notícia publicada em 08 de junho de 2022.