Como o cérebro detecta uma infecção por gripe e ordena que o corpo descanse
Um caso de gripe1 pode fazer com que até as pessoas mais resistentes caiam na cama e percam o apetite. Agora, os cientistas identificaram neurônios2 em camundongos que notificam o cérebro3 de uma infecção4 por gripe1, provocando diminuição de movimento, da fome e da sede.
A equipe descobriu que um pequeno grupo de neurônios2 nas vias aéreas desempenha esse papel fundamental em alertar o cérebro3 sobre uma infecção4 por gripe1. Eles também encontraram sinais5 de um segundo caminho dos pulmões6 para o cérebro3 que se torna ativo mais tarde na infecção4.
O estudo foi publicado na Nature.
Embora a maioria das pessoas fique doente várias vezes ao ano, o conhecimento científico de como o cérebro3 evoca a sensação de doença ficou atrás da pesquisa sobre outros estados corporais, como fome e sede. O artigo representa um primeiro passo fundamental para entender a conexão cérebro3-corpo durante uma infecção4.
“Este estudo nos ajuda a começar a entender um mecanismo básico de detecção de patógenos e como isso está relacionado ao sistema nervoso7, que até agora tem sido bastante misterioso”, disse o autor sênior8 Stephen Liberles, professor de biologia celular no Blavatnik Institute na Harvard Medical School e um pesquisador do Howard Hughes Medical Institute.
As descobertas também lançam luz sobre como os anti-inflamatórios não esteroides, como o ibuprofeno e a aspirina, aliviam os sintomas9 da gripe1.
Se os resultados puderem ser traduzidos para humanos, o trabalho pode ter implicações importantes para o desenvolvimento de terapias contra a gripe1 mais eficazes.
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No novo artigo, os pesquisadores voltaram sua atenção para um tipo importante de doença que o cérebro3 controla: a doença causada por uma infecção4 respiratória.
Durante uma infecção4, explicou Liberles, o cérebro3 orquestra os sintomas9 à medida que o corpo monta uma resposta imune. Estes podem incluir sintomas9 gerais, como febre10, diminuição do apetite e letargia11, bem como sintomas9 específicos, como congestão ou tosse para uma doença respiratória ou vômito12 ou diarreia13 para um problema gastrointestinal.
A equipe decidiu se concentrar na gripe1, um vírus14 respiratório que é a fonte de milhões de doenças e consultas médicas e causa milhares de mortes nos Estados Unidos todos os anos.
Por meio de uma série de experimentos em camundongos, o primeiro autor Na-Ryum Bin, pesquisador da HMS, identificou uma pequena população de neurônios2 embutidos no nervo glossofaríngeo15, que vai da garganta16 ao cérebro3.
Importante ressaltar, ele descobriu que esses neurônios2 são necessários para sinalizar ao cérebro3 que uma infecção4 por gripe1 está presente, e possuem receptores para lipídios chamados prostaglandinas17. Esses lipídios são produzidos por camundongos e humanos durante uma infecção4 e são alvo de medicamentos como ibuprofeno e aspirina.
Cortar o nervo glossofaríngeo15, eliminar os neurônios2, bloquear os receptores de prostaglandina18 nesses neurônios2 ou tratar os camundongos com ibuprofeno reduziu de forma semelhante os sintomas9 da gripe1 e aumentou a sobrevida19.
Juntos, os resultados sugerem que esses neurônios2 das vias aéreas detectam as prostaglandinas17 produzidas durante uma infecção4 por gripe1 e se tornam um canal de comunicação da parte superior da garganta16 para o cérebro3.
“Achamos que esses neurônios2 transmitem a informação de que há um patógeno ali e iniciam circuitos neurais que controlam a resposta à doença”, disse Liberles.
Os resultados fornecem uma explicação de como medicamentos como ibuprofeno e aspirina funcionam para reduzir os sintomas9 da gripe1 – e sugerem que esses medicamentos podem até aumentar a sobrevida19.
Os pesquisadores descobriram evidências de outro caminho potencial para a doença, este viajando dos pulmões6 para o cérebro3. Eles descobriram que este caminho parece se tornar ativo na segunda fase da infecção4, à medida que o vírus14 se infiltra mais profundamente no sistema respiratório20.
Essa via adicional não envolve prostaglandinas17, a equipe ficou surpresa ao descobrir. Camundongos na segunda fase da infecção4 não responderam ao ibuprofeno.
As descobertas sugerem uma oportunidade para melhorar o tratamento da gripe1 se os cientistas forem capazes de desenvolver medicamentos que tenham como alvo a via adicional, disseram os autores.
Confira o resumo do artigo publicado:
Uma via sensorial das vias aéreas ao cérebro3 medeia a doença induzida pela gripe1
A infecção4 por patógenos causa um estado estereotipado de doença que envolve mudanças comportamentais e fisiológicas21 orquestradas neuronalmente. Na infecção4, as células22 imunes liberam uma “tempestade” de citocinas23 e outros mediadores, muitos dos quais são detectados pelos neurônios2; no entanto, os circuitos neurais responsivos e os mecanismos de interação neuro-imune que evocam o comportamento doentio durante as infecções24 naturalísticas permanecem obscuros.
Medicamentos de venda livre, como aspirina e ibuprofeno, são amplamente utilizados para aliviar enjoos e atuam bloqueando a síntese de prostaglandina18 E2 (PGE2). Um modelo importante é que a PGE2 atravessa a barreira hematoencefálica e envolve diretamente os neurônios2 hipotalâmicos.
Neste estudo, usando ferramentas genéticas que cobrem amplamente um atlas25 de neurônios2 sensoriais periféricos, identificou-se uma pequena população de neurônios2 sensoriais glossofaríngeos detectores de PGE2 (neurônios2 petrosos GABRA1) que são essenciais para o comportamento de doença induzida por influenza26 em camundongos.
A ablação27 dos neurônios2 petrosos GABRA1 ou nocaute direcionado do receptor 3 de PGE2 nesses neurônios2 elimina as reduções induzidas pela gripe1 na ingestão de alimentos, ingestão de água e mobilidade durante a infecção4 em estágio inicial e melhora a sobrevida19.
O mapeamento anatômico guiado geneticamente revelou que os neurônios2 petrosos GABRA1 se projetam para regiões mucosas28 da nasofaringe29 com expressão aumentada de ciclooxigenase-2 após a infecção4 e também exibem um padrão de direcionamento axonal específico no tronco cerebral30.
Juntos, esses achados revelam uma via sensorial primária das vias aéreas ao cérebro3 que detecta prostaglandinas17 produzidas localmente e medeia as respostas de doença sistêmica à infecção4 por vírus14 respiratório.
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Fontes:
Nature, publicação em 08 de março de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 08 de março de 2023.