El tiempo es esencial cuando se trata la inflamación cerebral en ratones
Los investigadores de los NIH rastrearon la progresión de la reparación de los vasos sanguíneos del cerebro después de una lesión. El día 1 después de la lesión (panel izquierdo), el cerebro tenía áreas de sangrado y vasos rotos. Diez días después (panel derecho) las embarcaciones fueron reconstruidas casi por completo. Crédito: Laboratorio McGavern/NINDS.
Investigadores de los Institutos Nacionales de la Salud han descubierto células inmunitarias Jekyll y Hyde en el cerebro que, en última instancia, ayudan con la reparación del cerebro, pero poco después de la lesión pueden provocar una inflamación fatal, lo que sugiere que el momento oportuno puede ser crítico al administrar el tratamiento. Estas células de doble propósito, que se denominan células mielomonocíticas y que son transportadas al cerebro por la sangre, son solo un tipo de célula inmunitaria del cerebro que los investigadores del NIH rastrearon, observando en tiempo real cómo el cerebro se reparaba a sí mismo después de una lesión. El estudio, publicado en Nature Neuroscience, fue apoyado por el Programa de Investigación Intramural del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) de los NIH.
«Arreglar el cerebro después de una lesión es un proceso coordinado y altamente orquestado, y dar un tratamiento en el momento equivocado podría terminar haciendo más daño que bien», dijo Dorian McGavern, Ph.D., científico del NINDS y autor principal de el estudio.
La lesión cerebrovascular, o daño a los vasos sanguíneos del cerebro, puede ocurrir después de varias condiciones, incluyendo una lesión cerebral traumática o un accidente cerebrovascular. El Dr. McGavern, junto con Larry Latour, MD, científico del NINDS y sus colegas, observaron que un subconjunto de pacientes con accidente cerebrovascular desarrolló sangrado e inflamación en el cerebro después de la extirpación quirúrgica del coágulo del vaso sanguíneo responsable del accidente cerebrovascular. La inflamación, también conocida como edema, produce malos resultados e incluso puede ser fatal, ya que las estructuras cerebrales se comprimen y se dañan aún más.
Para comprender cómo la lesión de un vaso puede provocar inflamación e identificar posibles estrategias de tratamiento, el Dr. McGavern y su equipo desarrollaron un modelo animal de lesión cerebrovascular y utilizaron imágenes microscópicas de última generación para observar cómo respondía el cerebro al daño en tiempo real.
Inmediatamente después de la lesión, el cerebro inmune las células conocidas como microglía se movilizan rápidamente para evitar que los vasos sanguíneos se filtren. Estos «primeros en responder» del sistema inmunitario se extienden y envuelven sus brazos alrededor de los vasos sanguíneos rotos. El grupo del Dr. McGavern descubrió que la eliminación de la microglía provoca una hemorragia y un daño irreparables en el cerebro.
Pocas horas después, el cerebro dañado es invadido por monocitos y neutrófilos (o células mielomonocíticas) periféricos circulantes. A medida que las células mielomonocíticas pasan de la sangre al cerebro, cada una de ellas abre un pequeño orificio en la vasculatura, lo que hace que una neblina de líquido ingrese al cerebro. Cuando miles de estas células ingresan al cerebro simultáneamente, ingresa una gran cantidad de líquido a la vez y se produce una inflamación.
«Las células mielomonocíticas en esta etapa de reparación tienen buenas intenciones y quieren ayudar, pero ingresan al cerebro con demasiado entusiasmo. Esto puede conducir a daños devastadores en los tejidos e inflamación, especialmente si ocurre alrededor del tronco encefálico, que controla funciones vitales como la respiración», dijo el Dr. McGavern.
Después de este aumento inicial, el subconjunto monocítico de células inmunitarias ingresa al cerebro a un ritmo más lento y menos dañino y se pone a trabajar en la reparación de los vasos. Los monocitos trabajan junto con la microglía asociada a la reparación para reconstruir la red vascular dañada, que se vuelve a conectar dentro de los 10 días posteriores a la lesión. Los monocitos son necesarios para este importante proceso de reparación.
En el siguiente conjunto de experimentos, el Dr. McGavern y sus colegas intentaron reducir la inflamación secundaria y el daño tisular mediante el uso de una combinación de anticuerpos terapéuticos que impiden que las células mielomonocíticas entrando en el cerebro. Los anticuerpos bloquearon dos moléculas de adhesión diferentes que utilizan las células mielomonocíticas para adherirse a los vasos sanguíneos inflamados. Estos fueron efectivos para reducir la inflamación cerebral y mejorar los resultados cuando se administraron dentro de las seis horas posteriores a la lesión.
Curiosamente, los anticuerpos terapéuticos no funcionaron si se administraron después de seis horas o si se administraron durante demasiado tiempo. De hecho, el tratamiento de ratones durante una serie de días con estos anticuerpos inhibió la reparación adecuada de los vasos sanguíneos dañados, lo que provocó la muerte neuronal y la formación de cicatrices en el cerebro.
«La sincronización es esencial cuando se trata de prevenir un edema fatal. Usted quiere prevenir la inflamación y el daño agudos del cerebro, pero no quiere bloquear los monocitos de su beneficioso trabajo de reparación», dijo el Dr. McGavern.
Actualmente hay planes en marcha para ensayos clínicos para ver si administrar los tratamientos en momentos específicos reducirán el edema y el daño cerebral en un subconjunto de pacientes con accidente cerebrovascular. Los estudios de investigación futuros examinarán aspectos adicionales del proceso de reparación cerebrovascular, con la esperanza de identificar otras intervenciones terapéuticas para promover las funciones inmunitarias reparadoras.
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Los científicos observan cómo se cura el revestimiento del cerebro después de una lesión en la cabeza Más información: Las respuestas de células mieloides temporalmente distintas median el daño y la reparación después de una lesión cerebrovascular, Nature Neuroscience (2021). DOI: 10.1038/s41593-020-00773-6 , www.nature.com/articles/s41593-020-00773-6 Información de la revista: Nature Neuroscience
Proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud Cita: El tiempo es esencial cuando se trata la inflamación cerebral en ratones (2021, 18 de enero) consultado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-essence-brain-mice. html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.