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Neuroimunologia é um campo que combina neurociência; o estudo do sistema nervoso, e imunologia; o estudo do sistema imunológico. Neuroimunologistas procuram compreender melhor as interações desses dois complexos sistemas durante o desenvolvimento, homeostase, e resposta a lesões. Um objetivo a longo prazo desta área de investigação em rápido desenvolvimento é desenvolver a nossa compreensão da patologia de certas doenças neurológicas, algumas das quais não têm etiologia clara. Ao fazer isso, a neuroimunologia contribui para o desenvolvimento de novos tratamentos farmacológicos para várias condições neurológicas. Muitos tipos de interações envolvem tanto o sistema nervoso quanto o sistema imunológico, incluindo o funcionamento fisiológico dos dois sistemas na saúde e doença, o mau funcionamento de ambos os sistemas que leva a distúrbios e os fatores físicos, químicos e ambientais que afetam os dois sistemas em uma base diária.

Fundo[editar | editar código-fonte]

Alvos neurais que controlam a termogênese, o comportamento, o sono, e o humor podem ser afetados por citocinas pró-inflamatórias que são liberadas por macrófagos e monócitos ativados durante a infecção. No sistema nervoso central, a produção de citocinas foi detectada como resultado de lesões cerebrais, durante infecções virais e bacterianas e em processos neurodegenerativos.

Do Instituto Nacional de Saúde dos EUA:[1]

Apesar do status do cérebro como um site imunológico privilegiado, uma comunicação bidirecional extensa ocorre entre o sistema nervoso e o sistema imunológico, tanto na saúde como na doença. As células imunes e as moléculas neuroimunes tal como citocinas, quimiocinas, e fatores de crescimento modulam a função cerebral através de múltiplas vias de sinalização ao longo da vida útil. Os estressores imunológicos, fisiológicos e psicológicos envolvem citocinas e outras moléculas imunes como mediadores de interações com sistemas neuroendócrinos, neuropéptidos e neurotransmissores. Por exemplo, os níveis de citocinas no cérebro aumentam após a exposição ao estresse, enquanto os tratamentos projetados para aliviar o estresse revertem esse efeito.

A neuroinflamação e a ativação neuroimune têm desempenhado um papel na etiologia de uma variedade de distúrbios neurológicos, tais como acidente vascular cerebral, doença de Parkinson e Alzheimer, esclerose múltipla, dor e demência associada à SIDA. No entanto, citocinas e quimiocinas também modulam a função do SNC na ausência de desafios imunológicos, fisiológicos ou psicológicos evidentes. Por exemplo, as citocinas e os inibidores dos receptores de citocinas afetam os processos cognitivos e emocionais. As provas recentes sugerem que as moléculas imunes modulam os sistemas cerebrais de forma diferente ao longo da vida citocinas e quimiocinas regulam as neurotrofinas e outras moléculas críticas para os processos de desenvolvimento neurológico, e a exposição a certos desafios neuroimunes no início da vida afeta o desenvolvimento do cérebro. Em adultos, as citocinas e quimiocinas afetam a plasticidade sináptica e outros processos neurais em curso, o que pode causar no cérebro envelhecimento. Finalmente, as interações das moléculas imunes com o hipotálamo- Gonadal Ystem indicam que as diferenças de sexo são um fator significativo determinando o impacto de influências neuroimunes sobre a função cerebral e comportamento.

Pesquisas recentes demonstram que a redução das populações de linfócitos pode prejudicar a cognição em camundongos, e que a restauração de linfócitos restaura as habilidades cognitivas.[2]

Epigenética[editar | editar código-fonte]

Visão geral[editar | editar código-fonte]

Medicina epigenética engloba um novo ramo da neuroimunologia que estuda o cérebro e o comportamento. Esse novo ramo já forneceu informações únicas sobre os mecanismos subjacentes ao desenvolvimento cerebral, evolução, plasticidade neuronal e de rede e homeostase, senescência, etiologia de diversas doenças neurológicas e processos neurais regenerativos. Esse novo estudo é conduzido para a descoberta de estressores ambientais que ditam o início de distúrbios neurológicos específicos e biomarcadores de doenças específicas. O objetivo é "promover a recuperação acelerada de funções cognitivas, comportamentais, sensoriais irremediavelmente perdidas, através da reprogramação epigenética de células-tronco neurais regionais endógenas". [3] Compreender medicina epigenética é importante para a compreensão dos possíveis tratamentos farmacológicos futuros. Muitas das lacunas imediatas no conhecimento são atribuídas à falta básica de compreensão da expressão e da regulação de gene e são assim os fatores limitantes para criar tratamentos ou curas avançadas a muitas doenças. Para entender melhor esses processos, experimentos neuroimunológicos estão sendo criados e testados para de uma vez por todas acumular uma antologia mais completa de conhecimento referente às complexas interações entre os sistemas nervoso e imunológico, juntamente com a expressão gênica. Embora alguns transtornos possam afetar os sistemas nervoso e imunológico independentemente uns dos outros, é impossível compreender verdadeiramente a ciência neuroimmonológica sem uma compreensão complexa de como cada sistema funciona de forma independente e também como eles funcionam juntos.

Destino das células estaminais neurais[editar | editar código-fonte]

Vários estudos demonstraram que a regulação da manutenção de células estaminais e as subsequentes determinações de destino são bastante complexas. A complexidade de determinar o destino de uma célula-tronco pode ser melhor compreendido por conhecer o circuito utilizado para orquestrar a manutenção de células estaminais e as decisões progressivas do destino neural.[4] As decisões de destino neural incluem a utilização de múltiplos caminhos de sinal de neurotransmissor juntamente com o uso de reguladores epigenéticos. O avanço da diferenciação das células-tronco neuronais e das decisões do destino glial deve ser orquestrado oportunamente para determinar a especificação do subtipo e os subsequentes processos de maturação, incluindo a mielinização.[5]

Distúrbios do desenvolvimento neurológico[editar | editar código-fonte]

Os distúrbios do desenvolvimento neurológico resultam de deficiências no crescimento e desenvolvimento do cérebro e do sistema nervoso e conduzem a muitos distúrbios. Exemplos destes distúrbios incluem a síndrome de Asperger, lesões cerebrais traumáticas, comunicação, distúrbios da fala e da linguagem, distúrbios genéticos tais como síndrome do X frágil, síndrome de Down, epilepsia e síndrome do álcool fetal. Estudos têm demonstrado que distúrbios do espectro autista (ASDs) podem apresentar devido a distúrbios básicos de regulação epigenética.[6] Outras pesquisas neuroimunológicas mostraram que a desregulação de processos epigenéticos correlacionados em ASDs pode alterar a expressão gênica e a função cerebral sem causar lesões genéticas clássicas, que são mais facilmente atribuíveis a uma relação de causa e efeito.[7] Estas descobertas são algumas das numerosas descobertas recentes em áreas anteriormente desconhecidas de expressão genética.

Desordens neurodegenerativas[editar | editar código-fonte]

Evidências crescentes sugerem que as doenças neurodegenerativas são mediadas por mecanismos epigenéticos errôneos. As doenças neurodegenerativas incluem a doença de Huntington e a doença de Alzheimer. A pesquisa neuroimunológica nestas doenças produziu evidências, incluindo a ausência de padrões simples de herança mendeliana, desregulação transcricional global, vários tipos de alterações de RNA patogênico e muitos mais.[8] Em um dos experimentos, um tratamento da doença de Huntington com histona desacetilases (HDAC), uma enzima que remove os grupos acetilo da lisina e DNA / RNA vinculativo antracilinas que afetam o posicionamento nucleossomo, mostrou efeitos positivos sobre medidas comportamentais, neuroproteção, remodelação nuclesome, e dinâmica associada da cromatina.[9] Outra nova descoberta sobre doenças neurodegenerativas envolve a sobre-expressão de HDAC6 suprime o fenótipo neurodegenerativo associado com a doença de Alzheimer patologia em modelos animais associados.[10] Outros achados mostram que mecanismos adicionais são responsáveis ​​pela "subjacente transcrição e desregulação pós-transcricional e complexa cromatina anormalidades na doença de Huntington".[11]


Desordens neuroimunológicas[editar | editar código-fonte]

Os sistemas nervoso e imunológico têm muitas interações que ditam a saúde geral do corpo. O sistema nervoso está sob monitoração constante do sistema imunológico adaptável e inato. Ao longo do desenvolvimento e da vida adulta, o sistema imunológico detecta e responde a mudanças na identidade celular e conectividade neural.[12] A desregulação das respostas imunes tanto adaptativas como adquiridas, o comprometimento da crosstalk entre esses dois sistemas, bem como as alterações na implantação de mecanismos imunes inatos podem predispor o sistema nervoso central (SNC) à auto-imunidade e neurodegeneração.[13] Outras evidências demonstraram que o desenvolvimento e implantação dos sistemas imunológico inato e adquirido em resposta aos estressores sobre a integridade funcional do nível celular e sistêmico e a evolução da autoimunidade são mediados por mecanismos epigenéticos.[14] A autoimunidade tem sido cada vez mais associada à desregulação direcionada de mecanismos epigenéticos e, portanto, o uso de agentes terapêuticos epigenéticos pode ajudar a reverter processos patogênicos complexos.[15] A esclerose múltipla (EM) é um tipo de transtorno neuroimunológico que afeta muitas pessoas. MS apresenta inflamação do SNC, desmielinização mediada por imunidade e neurodegeneração, e pode representar uma classe emergente de distúrbios epigenéticos.[16]

Principais temas de pesquisa[editar | editar código-fonte]

A interacção do sistema nervoso central e do sistema imunitário é bastante conhecida. A disfunção orgânica induzida por queimadura usando estimulação do nervo vago foi encontrada para atenuar os níveis de citoquinas nos órgãos e no soro. As queimaduras geralmente induzem a geração de citocinas abacterianas e talvez a estimulação parassimpática após queimaduras diminuiria a geração de mediadores cardiodepressivos. Vários grupos produziram evidências experimentais que suporta a produção de citocinas pro-inflamatórias sendo o elemento central da resposta de stress induzida por queimadura.[17] Ainda outros grupos têm mostrado que a sinalização do nervo vago tem um impacto proeminente em várias patologias inflamatórias. Estes estudos estabeleceram as bases para as investigações de que a estimulação do nervo vago pode influenciar respostas pós-imunológicas e, portanto, pode, em última instância, ser usado para limitar dano ao órgão e falha do estresse induzido por queimadura.

A compreensão básica das doenças neuroimunológicas mudou significativamente nos últimos dez anos. Novos dados ampliando a compreensão de novos conceitos de tratamento foram obtidos para um grande número de doenças neuroimunológicas, nada mais do que a esclerose múltipla, uma vez que muitos esforços têm sido empreendidos recentemente para esclarecer a complexidade dos mecanismos patológicos desta doença. A acumulação de evidências de estudos em animais sugere que alguns aspectos da depressão e fadiga na EM podem estar ligados a marcadores inflamatórios.[18] Estudos têm demonstrado que Toll like-receptor (TLR4) é criticamente envolvidos na neuroinflamação e recrutamento de células T no cérebro, contribuindo para a exacerbação da lesão cerebral.[19] Os insights moleculares revelaram que a activação mediada por TLR4 de JNK e p38 MAPK criticamente envolvida na perda neuronal mediada por microglia.[20] Pesquisas sobre a ligação entre o cheiro, comportamento depressivo e auto-imunidade revelaram descobertas interessantes, incluindo os fatos de que a inflamação é comum em todas as doenças analisadas, os sintomas depressivos aparecem no início da maioria das doenças, o comprometimento do olfato também é aparente no início Desenvolvimento de condições neurológicas, e todas as doenças envolvidas a amígdala e o hipocampo. Melhor compreensão de como o sistema imunológico funciona e quais fatores contribuem para respostas estão sendo fortemente investigados junto com as coincidências acima mencionadas.

A neuroimunologia também é um tópico importante a ser considerado durante o projeto de implantes neurais. Implantes neurais estão sendo usados para tratar muitas doenças, e é fundamental que seu projeto e química de superfície não provocar uma resposta imune.

Direções futuras[editar | editar código-fonte]

O sistema nervoso e o sistema imunológico requerem graus adequados de diferenciação celular, integridade organizacional e conectividade de rede neural. Estas características operacionais do cérebro e do sistema nervoso podem tornar a sinalização difícil de duplicar em cenários gravemente doentes. Existem atualmente três classes de terapias que têm sido utilizadas em ambos os modelos animais da doença e em humanos ensaios clínicos. Estas três classes incluem inibidores de metilação do DNA, inibidores HDAC e abordagens baseadas em RNA. Inibidores de metilação do DNA são usados ​​para ativar genes previamente silenciados. HDACs são uma classe de enzimas que têm um amplo conjunto de modificações bioquímicas e podem afetar a desmetilação do DNA e sinergia com outros agentes terapêuticos. A terapia final inclui o uso de abordagens baseadas em RNA para aumentar a estabilidade, especificidade e eficácia, especialmente em doenças que são causadas por alterações de RNA. Conceitos emergentes sobre a complexidade e versatilidade do epigenoma podem sugerir maneiras de direcionar os processos celulares do genoma. Outros estudos sugerem que eventuais alvos reguladores seminal podem ser identificados permitindo com alterações na reprogramação epigenética maciça durante a gametogênese. Muitos tratamentos futuros podem se estender para além de serem puramente terapêuticos e podem ser prevenidos talvez na forma de uma vacina. Novas tecnologias de alto rendimento quando combinadas com avanços em modalidades de imagem, como nanotecnologias ópticas in vivo, podem dar origem a um conhecimento ainda maior da arquitetura genômica, da organização nuclear e da interação entre os sistemas imunológico e nervoso.[21]

Veja também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. ↑ Functional Links between the Immune System, Brain Function and Behavior
  2. ↑ Kipnis, Jonathan; Derecki, Noel Christopher; Yang, Chunhui; Scrable, Heidi (1 de outubro de 2008). «Immunity and cognition: what do age-related dementia, HIV-dementia and 'chemo-brain' have in common?». Trends in Immunology (em English). 29 (10): 455–463. ISSN 1471-4906. PMID 18789764. doi:10.1016/j.it.2008.07.007 
  3. ↑ Abdolmaleky H.M.; Thiagalingam S.; Wilcox M. (2005). «Genetics and epigenetics in major psychiatric disorders: dilemmas, achievements, applications, and future scope». American Journal of Pharmacogenomics. 5 (3): 149–160. PMID 15952869. doi:10.2165/00129785-200505030-00002 
  4. ↑ Diamandis P.; Wildenhain J.; Clarke I.D.; Sacher A.G.; Graham J.; Bellows D.S.; Ling E.K.; Ward R.J.; Jamieson L.G.; et al. (2007). «Chemical genetics reveals a complex functional ground state of neural stem cells. Nat». Chem. Biol. 3: 268–273. doi:10.1038/nchembio873 
  5. ↑ Shen S.; Casaccia-Bonnefil P. (2007). «Post-translational modifications of nucleosomal histones in oligodendrocyte lineage cells in development and disease». Journal of Molecular Neuroscience. 35: 13–22. doi:10.1007/s12031-007-9014-x 
  6. ↑ Herbert, M. R.; Russo, J. P.; Yang, S.; Roohi, J.; Blaxill, M.; Kahler, S. G.; Cremer, L.; Hatchwell, E. (1 de setembro de 2006). «Autism and environmental genomics». NeuroToxicology. 27 (5): 671–684. doi:10.1016/j.neuro.2006.03.017 
  7. ↑ Badcock C.; Crespi B. (2006). «Imbalanced genomic imprinting in brain development: an evolutionary basis for the aetiology of autism». Journal of Evolutionary Biology. 19: 1007–1032. PMID 16780503. doi:10.1111/j.1420-9101.2006.01091.x 
  8. ↑ Greene, Lloyd A.; Liu, David X.; Troy, Carol M.; Biswas, Subhas C. (1 de abril de 2007). «Cell cycle molecules define a pathway required for neuron death in development and disease». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 1772 (4): 392–401. PMID 17229557. doi:10.1016/j.bbadis.2006.12.003 
  9. ↑ Abel T.; Zukin R.S. (2008). «Epigenetic targets of HDAC inhibition in neurodegenerative and psychiatric disorders». Current Opinion in Pharmacology. 8: 57–64. doi:10.1016/j.coph.2007.12.002 
  10. ↑ Pandey U.B.; Nie Z.; Batlevi Y.; McCray B.A.; Ritson G.P.; Nedelsky N.B.; Schwartz S.L.; DiProspero N.A.; Knight M.A.; et al. (2007). «HDAC6 rescues neurodegeneration and provides an essential link between autophagy and the UPS». Nature. 447 (7146): 859–863. PMID 17568747. doi:10.1038/nature05853 
  11. ↑ Ballas N.; Mandel G. (2005). «The many faces of REST oversee epigenetic programming of neuronal genes». Current Opinion in Neurobiology. 15: 500–506. PMID 16150588. doi:10.1016/j.conb.2005.08.015 
  12. ↑ Bailey, S.L., Carpentier, P.A., McMahon, E.J., Begolka, W.S., Miller, S.D., 2006. Innate and adaptive immune responses of the central nervous system. Critical Reviews in Immunology. 26, 149–188.
  13. ↑ Hauser S.L.; Oksenberg J.R. (2006). «The neurobiology of multiple sclerosis: genes, inflammation, and neurodegeneration». Neuron. 52: 61–76. doi:10.1016/j.neuron.2006.09.011 
  14. ↑ Sawalha A.H. (2008). «Epigenetics and T-cell immunity». Autoimmunity. 41: 245–252. doi:10.1080/08916930802024145 
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  16. ↑ Brooks W.H. (2005). «Autoimmune disorders result from loss of epigenetic control following chromosome damage». Medical Hypotheses. 64: 590–598. PMID 15617874. doi:10.1016/j.mehy.2004.08.005 
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  18. ↑ Gold, Stefan M, Irwin, Michael R, 2009. Depression and Immunity: Inflammation and Depressive Symptoms in Multiple Sclerosis. 29, 309.
  19. ↑ Gaikwad, Sagar; Agrawal-Rajput, Reena (1 de janeiro de 2015). «Lipopolysaccharide from Rhodobacter sphaeroides Attenuates Microglia-Mediated Inflammation and Phagocytosis and Directs Regulatory T Cell Response». International Journal of Inflammation. 2015. 361326 páginas. ISSN 2090-8040. PMC 4589630Acessível livremente. PMID 26457222. doi:10.1155/2015/361326 
  20. ↑ Gaikwad, Sagar (25 de novembro de 2015). «The critical role of JNK and p38 MAPKs for TLR4 induced microgliamediated neurotoxicity» (PDF). European Journal of Experimental Biology. Consultado em 25 de novembro de 2015 
  21. ↑ Rauch, Joachim; Knoch, Tobias A.; Solovei, Irina; Teller, Kathrin; Stein, Stefan; Buiting, Karin; Horsthemke, Bernhard; Langowski, Jörg; Cremer, Thomas. «Light optical precision measurements of the active and inactive Prader–Willi syndrome imprinted regions in human cell nuclei». Differentiation (em inglês). 76 (1): 66–82. doi:10.1111/j.1432-0436.2007.00237.x 


Leitura adicional[editar | editar código-fonte]

  • Szentivanyi A, Berczi I (2003). The Immune-Neuroendocrine Circuitry, Volume 3 : History and Progress (NeuroImmune Biology). Amsterdam: Elsevier Science. ISBN 0-444-50851-1 (Written for the highly technical reader)
  • Mind-Body Medicine: An Overview, US National Institutes of Health, Center for Complementary and Integrative Health
  • Cohen N, Ader R, Felton D (2001). Psychoneuroimmunology 3rd ed. Boston: Academic Press. ISBN 0-12-044314-7 
  • Visser A, Goodkin K (eds) (2000). Psychoneuroimmunology: stress, mental disorders, and health. Washington, DC: American Psychiatric Press. ISBN 0-88048-171-4 
    technical.
  • Ransohoff RM (ed) (2002). Universes in delicate balance: chemokines and the nervous system. Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-444-51002-8 
  • Sternberg EM. The Balance Within : The Science Connecting Health and Emotions. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4445-7 
    (Written for the general public)
  • Millington G, Buckingham JC (1992). «Thymic peptides and neuroendocrine-immune communication». J Endocrinol. 133 (2): 163–8. PMID 1613418. doi:10.1677/joe.0.1330163 

Categoria:Ciências da saúde Categoria:Neurologia Categoria:Neurociência

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