Insights sobre o papel do EBI2 na resposta imunológica
Pesquisas mostram como o EBI2 afeta o sistema imunológico no cérebro.
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Índice
GPR183, também conhecido como EBI2, é um receptor encontrado nas células imunes, especialmente nos linfócitos B. Esse receptor foi identificado pela primeira vez em 1993. Com o passar dos anos, os pesquisadores descobriram que o EBI2 é fundamental para vários processos no sistema imunológico, como a movimentação das células, como a inflamação é sinalizada e até como certas células no cérebro se desenvolvem.
A substância mais eficaz que se liga ao EBI2 é um tipo de molécula chamada oxisterol, especificamente o 7α,25-diidroxicolesterol (7α,25OHC). Essa molécula é produzida a partir do colesterol por meio de uma série de reações químicas no corpo. Quando o 7α,25OHC está presente, ajuda a direcionar as células imunológicas para onde são necessárias, mostrando seu papel importante nas funções imunológicas.
O Papel das Enzimas na Produção de Oxisterol
As enzimas responsáveis por fazer o 7α,25OHC a partir do colesterol são chamadas de CH25H e CYP7B1. A CH25H cria uma molécula intermediária, o 25-hidroxicolesterol, que é então usada pela CYP7B1 para produzir o 7α,25OHC. Outra enzima, a HSD3B7, ajuda a decompor o 7α,25OHC quando não é mais necessário.
Os pesquisadores encontraram essas enzimas em pequenos vasos sanguíneos no cérebro, o que sugere que o cérebro pode produzir e gerenciar seus próprios níveis de oxisteróis. Essa produção e regulação são cruciais para manter as respostas imunológicas no cérebro.
Barreira Hematoencefálica e Entrada de Células Imunes
Normalmente, o cérebro é protegido de substâncias indesejadas e células imunes pela barreira hematoencefálica (BBB). Essa barreira é formada por células especiais que revestem os vasos sanguíneos no cérebro. Ela controla o que pode entrar no cérebro, garantindo que apenas substâncias necessárias passem.
No entanto, em certas condições como a esclerose múltipla (EM), essa barreira pode ser danificada, permitindo que células imunológicas entrem no cérebro. Quando isso acontece, células chamadas linfócitos podem invadir o tecido cerebral, contribuindo para a inflamação e outros problemas. Estudos mostraram que, durante essas condições, os níveis de 7α,25OHC no cérebro podem aumentar, levando a uma entrada maior de células imunológicas na área.
Inflamação e Oxisteróis
Durante a inflamação, como ocorre na EM, as células imunológicas liberam várias substâncias, incluindo 7α,25OHC. Essa molécula pode promover o movimento adicional de células imunológicas para o cérebro, piorando a condição. Os pesquisadores observaram que os níveis de 7α,25OHC aumentam em animais com modelos experimentais de EM, o que pode levar a sintomas mais severos.
O aumento de 7α,25OHC está ligado a mudanças nos níveis de suas enzimas produtoras e degradantes. Por exemplo, em um modelo de camundongo de EM, a enzima CH25H foi encontrada mais ativa na produção de 7α,25OHC quando havia inflamação.
A Natureza Dinâmica dos Níveis de Oxisterol
Em humanos, estudos mostraram que os níveis de diferentes formas de oxisteróis mudam durante doenças como a EM e outros distúrbios neurodegenerativos. Alguns níveis de oxisterol diminuem na corrente sanguínea, mas podem aumentar no líquido cerebrospinal, que envolve o cérebro e a coluna vertebral. Isso sugere que o corpo está ajustando como gerencia essas substâncias em resposta à doença.
Compreender como essas mudanças ocorrem pode apontar novas abordagens de tratamento para condições neuroinflamatórias.
Métodos de Pesquisa
Em estudos recentes, os pesquisadores usaram vários métodos para investigar os papéis do EBI2 e suas enzimas relacionadas no cérebro. Isso incluiu examinar como esses elementos se comportam em condições normais e inflamatórias usando modelos animais.
Os estudos envolveram testes que avaliaram níveis de genes e proteínas específicos, além de observar como as células imunológicas responderam a mudanças nessas substâncias.
Testes em Animais
Experimentos foram realizados em camundongos para observar como o LPS, uma substância que provoca inflamação, afetava o EBI2 e suas enzimas relacionadas. Os camundongos receberam injeções de LPS, e seus cérebros foram analisados em diferentes momentos depois.
Medindo Níveis de Enzimas
Os pesquisadores isolaram pequenos vasos sanguíneos desses cérebros de camundongos para medir as quantidades de EBI2, CH25H, CYP7B1 e HSD3B7 presentes. Ao comparar como esses níveis mudaram com o tratamento com LPS, eles obtiveram insights sobre como a inflamação afeta a resposta imunológica do cérebro.
Testes de Migração de Células Imunes
Em ambientes de laboratório, testes foram conduzidos para avaliar como o EBI2 afeta o movimento de astrócitos, um tipo de célula cerebral, em condições inflamatórias. Astrócitos de camundongos foram expostos ao LPS, e sua capacidade de migrar foi medida. Os efeitos da inibição de enzimas e receptores específicos sobre essa migração também foram estudados.
Principais Descobertas
Expressão de EBI2 e Enzimas no Cérebro
A pesquisa revelou que o EBI2 e as enzimas envolvidas na produção de 7α,25OHC estão presentes em microvasos cerebrais saudáveis. O EBI2 estava principalmente presente em células endoteliais, células que formam o revestimento dos vasos sanguíneos. Ele também co-localizou com pericitos e astrócitos, indicando que essas células desempenham um papel na gestão dos níveis de oxisterol.
Resposta à Inflamação
Os níveis de EBI2 e das enzimas envolvidas na produção de oxisterol mudam significativamente durante a inflamação. Estudos mostraram que a expressão de EBI2 diminui durante certos desafios inflamatórios, enquanto as enzimas CH25H e CYP7B1 parecem aumentar.
Essa variação depende não apenas da resposta imunológica geral, mas também dos tipos celulares específicos envolvidos. Por exemplo, as células endoteliais mostraram padrões diferentes de expressão das enzimas em comparação com outras células no cérebro.
Efeitos dos Tratamentos
Quando os pesquisadores usaram inibidores para bloquear a ação do CYP7B1 ou a ligação do 7α,25OHC ao EBI2, eles notaram uma redução na migração dos astrócitos. Isso sugere que direcionar essas vias poderia ser uma estratégia potencial para gerenciar a inflamação no cérebro.
Implicações para Pesquisas Futuras e Tratamento
As descobertas dessa pesquisa abrem portas para novos tratamentos de doenças neuroinflamatórias. Ao entender como o EBI2 e as enzimas relacionadas funcionam no cérebro durante a inflamação, os cientistas podem identificar possíveis alvos para o desenvolvimento de medicamentos.
Modulando os níveis dessas proteínas, pode ser possível mudar como as células imunológicas são direcionadas e retidas no cérebro. Essa abordagem poderia levar a um melhor manejo de condições como a EM, onde a infiltração de células imunológicas é uma grande preocupação.
Conclusão
O EBI2 e as enzimas responsáveis pela produção de 7α,25OHC são componentes essenciais nas respostas imunológicas que ocorrem no cérebro. Seus níveis são dinâmicos e mudam em resposta à inflamação, afetando como as células imunológicas interagem com o ambiente cerebral.
Mais estudos são necessários para explorar os mecanismos completos por trás desses processos e como podem ser manipulados para benefícios terapêuticos. À medida que mais pesquisas se desenrolam, há esperança para tratamentos inovadores que possam alterar o curso das doenças neuroinflamatórias e melhorar os resultados dos pacientes.
Título: Systemic inflammation modulates the levels of EBI2 and 7α,25-OHC synthesizing (CH25H, CYP7B1) and degrading (HSD3B7) enzymes in brain microvascular cells
Resumo: The endogenous ligand for the EBI2 receptor, oxysterol 7,25OHC, crucial for immune responses, is finely regulated by CH25H, CYP7B1 and HSD3B7 enzymes. Lymphoid stromal cells and follicular dendritic cells within T cell follicles maintain a gradient of 7,25OHC, with stromal cells increasing and dendritic cells decreasing its concentration. This gradient is pivotal for proper B cell positioning in lymphoid tissue. In the animal model of multiple sclerosis, the experimental autoimmune encephalomyelitis, the levels of 7,25OHC rapidly increase in the central nervous system driving the migration of EBI2 expressing immune cells through the blood-brain barrier (BBB). To explore if blood vessel cells in the brain express these enzymes, we examined normal mouse brain microvessels and studied their expression changes during inflammation. EBI2 was abundantly expressed in endothelial cells, pericytes/smooth muscle cells, and astrocytic endfeet. CH25H, CYP7B1, and HSD3B7 were variably detected in each cell type, suggesting their active involvement in oxysterol 7,25OHC synthesis and gradient maintenance under normal conditions. Under acute inflammatory conditions, EBI2 and synthesizing enzyme modulation occurred in brain vasculature, with variations based on the enzyme and cell type. Significant species-specific differences emerged in EBI2 and enzyme levels between mouse and human BBB-forming cells. Overall, our investigation suggest a direct role of the brain microvascular cells in regulating 7,25OHC levels, shedding light on potential therapeutic targets for neuroinflammatory disorders.
Autores: Aleksandra Rutkowska, F. Caratis, B. Karaszewski, I. Klejbor, T. Furihata
Última atualização: 2024-05-04 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.04.16.537063
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.04.16.537063.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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