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Científicos descubren un nuevo vínculo entre el cerebro y el sistema inmunológico

La semana pasada, los investigadores anunciaron que habían descubierto una conexión física entre el sistema inmune y el suministro de sangre al cerebro. El hallazgo da a los investigadores un nuevo enfoque para la comprensión de enfermedades que van desde el autismo a la esclerosis múltiple, y fortalece el puente entre la neurociencia y la inmunología.

Mapa del sistema linfático: viejo (izquierda) y actualizado(derecha) para reflejar el descubrimiento. Crédito de la imagen: Universidad de Virginia Health System.

Científicos descubren un nuevo vínculo entre el cerebro y el sistema inmunológico

En la edición de la semana pasada de la revista Nature , los investigadores dirigidos por la Universidad de Virginia por el neurocientífico Jony Kipnis, describen el descubrimiento de los vasos linfáticos en los tejidos en el cadaver de un ratón. Los vasos linfáticos se complementan con los vasos sanguíneos del cuerpo, llevando las células inmunes por todo el cuerpo a través de la sangre. Pero durante décadas, los investigadores habían asumido que el sistema linfático se detenía en seco en el cerebro. El descubrimiento del equipo de Kipnis ‘cambia este supuesto ” .Van a tener que cambiar los libros de texto”, Kevin Lee, PhD, presidente del Departamento de Neurociencias UVA, relató diciendo a sus colegas al enterarse de su hallazgo.

La ciencia que une el cerebro y el cuerpo ha llegado un largo camino en la última década.Trastornos como el autismo se asocian con problemas gastrointestinales en los niños, y los modelos de ratón de autismo han sido empíricamente asociados con el equilibrio de sus microbios intestinales. Del mismo modo, un sistema inmunológico sobre-reaccionado se asocia con comportamientos parecidos al autismo en ratones , y que puede incluso transformar la faringitis estreptocócica en una enfermedad psiquiátrica llamada PANDAS , un acrónimo engañosamente tierno, que es sinónimo de trastornos neuropsiquiátricos pediátricos autoinmunes asociados a estreptococos.

Pero, ¿cómo se conectan  los microbios del intestino, el sistema inmunológico, y las neuronas?

 El microbioma intestinal está separado del torrente sanguíneo por el revestimiento de los intestinos, y desde el cerebro por la barrera hematoencefálica, tambien llamada (BBB).

Pero en los últimos veinte años, la idea de que el cerebro está inmunitariamente privilegiado, ha sido desmantelado poco a poco . Estudios  han demostrado que el cerebro no interactua con el sistema inmune periférico, aunque sea en formas únicas. Las células inmunes, de alguna manera, circulan a través del cerebro, y los antígenos que normalmente serían producidos por una respuesta inmuitaria, van desde el cerebro a los ganglios linfáticos. Por otra parte, las enfermedades neurológicas como la esclerosis múltiple y la enfermedad de Alzheimer  se han relacionado con cambios en la función del sistema inmunológico, y con enfermedades autoinmunes del intestino, como la enfermedad de Crohn, se correlacionan con la enfermedad psiquiátrica.

Un problema importante para el campo de estudio, sin embargo, ha sido la falta de una conexión física entre el cerebro y el cuerpo, que podría ayudar a explicar el misterio detrás de estas enfermedades. Pero la semana pasada, los científicos de la Universidad de Virginia tropezaron con un puente de este tipo: una red de vasos linfáticos que parece vincular directamente el cerebro con el sistema inmunológico.

Equipo de Kipnis estaba estudiando la circulación de células inmunes en las meninges, el tejido de los vasos sanguíneos ricos que se encuentra entre el cráneo y el cerebro. Buscaban en las células T, en concreto, una clase de célula inmune que detecta problemas en el cuerpo y  que se comunica con el resto del sistema inmunológico. Otros laboratorios se habían dado cuenta de que las células T inyectadas en el cerebro finalmente encontraron su camino a los ganglios linfáticos cervicales.Lo que no estaba claro era cómo llegaron allí.

Un científico postdoctoral en el laboratorio  de Kipnis, Anthoine Louveau, inventó con un método ingenioso para la visualización de las meninges del cerebro de un ratón sin destruirlo. “Fue bastante fácil, en realidad”, explicó en un comunicado de prensa . “Hubo un truco: Arreglamos las meninges dentro del casquete cerebral, por lo que el tejido se sujeta por su condición fisiológica, y luego se disecciona. Si lo hubiéramos hecho al revés, no habría funcionado “.

Louveau y sus colegas procesan el tejido montado cuidadosamente para que se pudieran ver las células inmunes y los vasos linfáticos, que normalmente conectan el resto del cuerpo a los ganglios linfáticos. Sorprendentemente, había vasos linfáticos que siguieron de cerca los vasos sanguíneos hacia abajo en los senos del cerebro- que según los anatomopatólogos al parecer habían perdido este conducto directo, durante décadas .

 La conexión entre el cerebro y el cuerpo

Los expertos externos dicen que es un gran descubrimiento. Caltech bióloga dice, que la interacción entre los microbios intestinales, el sistema inmune y el cerebro, en los hallazgos del equipo de Louveau sugieren “que puede haber interacciones más íntimas entre el sistema inmune periférico y el cerebral en el que todavía no nos hemos dado cuenta “.

Hsiao ha estado a la vanguardia de los campos superpuestos de la neurociencia, inmunología y microbiología durante casi una década. En los últimos años, junto con otros en Caltech, estudian la importancia tanto del sistema inmune y en particular, microbios intestinales en modelos de ratón de autismo. El pasado abril, su laboratorio demostró que un tipo particular de microbio del intestino es responsable de estimular las células en el intestino para producir serotonina -casi toda  la serotonina encontrado en el cuerpo-.

Científicos descubren un nuevo vínculo entre el cerebro y el sistema inmunológico

Un modelo de sistema de microbios intestinales que se cree que juegan un papel en enfermedades humanas como el Alzheimer. Pacific Northwest Nacional Laboratorio CC BY-NC-SA 2.0.

Mientras que un poco de esta serotonina periférica cruza la barrera sangre-cerebro, Hsiao dice “hay un reconocimiento creciente de que la serotonina media en las respuestas pro-inflamatorias.” Su estudio reciente mostró que sin esta producción de serotonina inducida por microbios, se hizo emerger una serie de problemas derivados de la función gastrointestinal . Su laboratorio está intrigado por el impacto potencial de esta serotonina en otros elementos de la fisiología, como la inmunidad.Por otra parte, el reciente descubrimiento del laboratorio Kipnis “plantea la cuestión de si las influencias microbianas en el sistema neuroinmune o las interacciones neuro-inmunes, pueden dar lugar a cambios en la función y / o el comportamiento del cerebro.”

Wendy Ingram, un investigador postdoctoral en la genómica traslacional humana  en el  Geisinger Medical Center en Pennsylvania, se pregunta si este hallazgo, podría arrojar luz sobre su descubrimiento de 2013 de un parásito concreto, Toxoplasma gondii , Después de que los ratones consumen heces que contienen el parásito, el parásito consigue de alguna manera entrar en el cerebro, pero hasta ahora, lasformas de viajar desde el intestino al cerebro, se no se entienden bien.

Una  nueva ruta del parásito podría implicar directamente esta nueva conexión linfático y del cerebro. Después de cruzar en el torrente sanguíneo desde el intestino, T. gondii se puede enganchar con las células inmunes que tienen como destino el cerebro “, lo que les permite el tránsito en el SNC de un tipo de ‘caballo de Troya’ del parásito”, explica Ingram.¿Es el sistema linfático quién está allanando el camino para que estos parásitos entren en el cerebro?.

“Espero que vayamos a ver nuevas formas de utilizar las vías periféricas, para introducirse en el funcionamiento del cerebro y en el comportamiento, para tratar los síntomas de la enfermedad neurológica.”

Fuentes: neurosciencenews.com y io9.com

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