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Microglia

La microglia es un tipo de célula glial ubicada en todo el cerebro y la médula espinal del sistema nervioso central (SNC). [1] La microglia representa alrededor del 10 al 15% de las células que se encuentran dentro del cerebro. [2] Como células macrófagas residentes , actúan como la primera y principal forma de defensa inmunitaria activa en el SNC. [3] La microglia se origina en el saco vitelino en condiciones moleculares estrictamente reguladas. [4] Estas células (y otras neuroglias, incluidos los astrocitos ) se distribuyen en grandes regiones no superpuestas en todo el SNC. [5] [6] La microglia son células clave en el mantenimiento general del cerebro: constantemente están limpiando el SNC en busca de placas , neuronas y sinapsis dañadas o innecesarias y agentes infecciosos. [7] Dado que estos procesos deben ser eficientes para prevenir daños potencialmente fatales, la microglia es extremadamente sensible incluso a pequeños cambios patológicos en el SNC. [8] Esta sensibilidad se logra en parte por la presencia de canales de potasio únicos que responden incluso a pequeños cambios en el potasio extracelular . [7] Evidencias recientes muestran que la microglia también es un actor clave en el mantenimiento de las funciones cerebrales normales en condiciones saludables. [9] La microglia también monitorea constantemente las funciones neuronales a través de contactos somáticos directos mediante sus procesos microgliales y ejerce efectos neuroprotectores cuando es necesario. [10] [11]

El cerebro y la médula espinal, que forman el sistema nervioso central, no suelen ser accesibles directamente por los factores patógenos en la circulación del cuerpo debido a una serie de células endoteliales conocidas como barrera hematoencefálica o BHE. La BHE impide que la mayoría de las infecciones lleguen al tejido nervioso vulnerable. En el caso en que los agentes infecciosos se introduzcan directamente en el cerebro o crucen la barrera hematoencefálica, las células microgliales deben reaccionar rápidamente para disminuir la inflamación y destruir los agentes infecciosos antes de que dañen el tejido neuronal sensible. Debido a la falta de anticuerpos del resto del cuerpo (pocos anticuerpos son lo suficientemente pequeños como para cruzar la barrera hematoencefálica) , la microglia debe ser capaz de reconocer cuerpos extraños, tragarlos y actuar como células presentadoras de antígenos activando las células T.

Historia

La capacidad de ver y caracterizar diferentes células neuronales, incluida la microglía, comenzó en 1880 cuando Franz Nissl desarrolló la tinción de Nissl . Franz Nissl y William Ford Robertson describieron por primera vez las células microgliales durante sus experimentos de histología . Las técnicas de tinción celular en la década de 1880 mostraron que la microglía está relacionada con los macrófagos . La activación de la microglía y la formación de grupos microgliales ramificados fue notada por primera vez por Victor Babeş mientras estudiaba un caso de rabia en 1897. Babeş notó que las células se encontraron en una variedad de infecciones cerebrales virales , pero no sabía qué eran los grupos de microglía que vio. [12] El científico español Santiago Ramón y Cajal definió un "tercer elemento" (tipo de célula) además de las neuronas y los astrocitos. [13] Pío del Río Hortega , un estudiante de Santiago Ramón y Cajal , llamó por primera vez a las células "microglia" alrededor de 1920. Continuó caracterizando la respuesta microglial a las lesiones cerebrales en 1927 y notó las "fuentes de microglia" presentes en el cuerpo calloso y otras áreas de materia blanca perinatal en 1932. Después de muchos años de investigación, Rio Hortega llegó a ser considerado generalmente como el "Padre de la Microglia". [14] [15] Durante un largo período de tiempo se hicieron pocas mejoras en nuestro conocimiento de la microglia. Luego, en 1988, Hickey y Kimura demostraron que las células microgliales perivasculares se derivan de la médula ósea y expresan altos niveles de proteínas MHC de clase II utilizadas para la presentación de antígenos. Esto confirmó el postulado de Pio Del Rio-Hortega de que las células microgliales funcionaban de manera similar a los macrófagos al realizar fagocitosis y presentación de antígenos . [ cita requerida ]

Formularios

Microglia de rata cultivada en cultivo de tejidos en verde, junto con procesos de fibras nerviosas que se muestran en rojo.
Microglia en la capa molecular del cerebelo de rata en rojo, teñida con anticuerpo contra IBA1/AIF1. Los procesos de la glía de Bergmann se muestran en verde y el ADN en azul.

Las células de la microglia son extremadamente plásticas y experimentan una variedad de cambios estructurales según la ubicación y las necesidades del sistema. Este nivel de plasticidad es necesario para cumplir con la amplia variedad de funciones que desempeña la microglia. La capacidad de transformación distingue a la microglia de los macrófagos , que deben reemplazarse de forma regular, y les proporciona la capacidad de defender el SNC en muy poco tiempo sin causar alteraciones inmunológicas. [7] La ​​microglia adopta una forma específica, o fenotipo , en respuesta a las condiciones locales y las señales químicas que ha detectado. [16] También se ha demostrado que la señalización de ATP relacionada con la lesión tisular desempeña un papel crucial en la transformación fenotípica de la microglia. [17]

Ramificado

Esta forma de célula microglial se encuentra comúnmente en lugares específicos a lo largo de todo el cerebro y la médula espinal en ausencia de material extraño o células moribundas. Esta forma "en reposo" de microglia está compuesta por largos procesos de ramificación y un cuerpo celular pequeño. A diferencia de las formas ameboides de microglia, el cuerpo celular de la forma ramificada permanece en su lugar mientras sus ramas se mueven constantemente y examinan el área circundante. Las ramas son muy sensibles a pequeños cambios en la condición fisiológica y requieren condiciones de cultivo muy específicas para observarlas in vitro . [16]

A diferencia de la microglia activada o ameboide, la microglia ramificada no fagocita células y secreta menos inmunomoléculas (incluidas las proteínas MHC de clase I / II ). La microglia en este estado puede buscar e identificar amenazas inmunitarias mientras mantiene la homeostasis en el SNC. [18] [19] [20] Aunque este se considera el estado de reposo, la microglia en esta forma sigue siendo extremadamente activa en el estudio químico del entorno. La microglia ramificada puede transformarse en la forma activada en cualquier momento en respuesta a una lesión o amenaza. [16]

Reactivo (Activado)

Aunque históricamente se ha utilizado con frecuencia, el término microglia "activada" debería sustituirse por microglia "reactiva". [21] De hecho, la microglia aparentemente inactiva no está desprovista de funciones activas y el término "activación" es engañoso, ya que tiende a indicar una polarización de "todo o nada" de la reactividad celular. El marcador Iba1 , que se regula positivamente en la microglia reactiva, se utiliza a menudo para visualizar estas células. [22]

No fagocítico

Este estado es en realidad parte de una respuesta gradual a medida que la microglia pasa de su forma ramificada a su forma fagocítica completamente activa. La microglia puede ser activada por una variedad de factores, incluidos: citocinas proinflamatorias , factores de necrosis celular , lipopolisacáridos y cambios en el potasio extracelular (indicativo de células rotas). Una vez activadas, las células experimentan varios cambios morfológicos clave, incluido el engrosamiento y la retracción de las ramas, la captación de proteínas MHC de clase I/II, la expresión de inmunomoléculas, la secreción de factores citotóxicos , la secreción de moléculas de reclutamiento y la secreción de moléculas de señalización proinflamatorias (lo que da como resultado una cascada de señales proinflamatorias). La microglia no fagocítica activada generalmente aparece como "tupida", "bastones" o pequeños ameboides según qué tan lejos estén en el continuo de transformación de ramificación a fagocitosis completa. Además, la microglia también experimenta una rápida proliferación para aumentar su número. Desde una perspectiva estrictamente morfológica, la variación en la forma microglial a lo largo del continuo está asociada con una complejidad morfológica cambiante y se puede cuantificar utilizando métodos de análisis fractal, que han demostrado ser sensibles incluso a cambios sutiles, visualmente indetectables asociados con diferentes morfologías en diferentes estados patológicos. [7] [18] [19] [23]

Fagocítico

La microglia fagocítica activada es la forma de microglia con máxima respuesta inmunitaria. Estas células generalmente adoptan una forma ameboide grande, aunque se han observado algunas variaciones. Además de tener la señalización de presentación de antígenos, citotóxica y mediadora de la inflamación de la microglia no fagocítica activada, también pueden fagocitar materiales extraños y mostrar las inmunomoléculas resultantes para la activación de las células T. La microglia fagocítica viaja al sitio de la lesión, engulle el material ofensivo y secreta factores proinflamatorios para promover la proliferación de más células y hacer lo mismo. La microglia fagocítica activada también interactúa con los astrocitos y las células neuronales para combatir cualquier infección o inflamación lo más rápido posible con un daño mínimo a las células cerebrales sanas. [7] [18]

Ameboide

Esta forma permite que la microglía se desplace libremente por todo el tejido neural, lo que le permite cumplir su función como célula depuradora. La microglía ameboide es capaz de fagocitar desechos, pero no cumple las mismas funciones de presentación de antígenos e inflamatorias que la microglía activada. La microglía ameboide es especialmente frecuente durante el desarrollo y el reconectado del cerebro, cuando hay grandes cantidades de desechos extracelulares y células apoptóticas que eliminar. Esta forma de célula microglial se encuentra principalmente dentro de las áreas de materia blanca perinatal en el cuerpo calloso conocidas como las "Fuentes de Microglía". [7] [19] [24]

Celdas de rejilla

Las células de Gitter son el resultado final de la fagocitosis de material infeccioso o restos celulares por parte de las células microgliales. Finalmente, después de engullir una cierta cantidad de material, la célula microglial fagocítica se vuelve incapaz de fagocitar más materiales. La masa celular resultante se conoce como corpúsculo granular, llamado así por su apariencia "granulada". Al observar el tejido teñido para revelar células de Gitter, los patólogos pueden visualizar áreas curadas después de la infección. [25]

Perivascular

A diferencia de los otros tipos de microglia mencionados anteriormente, la microglia "perivascular" se refiere a la ubicación de la célula, en lugar de a su forma/función. Sin embargo, la microglia perivascular a menudo se confunde con los macrófagos perivasculares (PVM), [26] que se encuentran encapsulados dentro de las paredes de la lámina basal , por lo que se debe tener cuidado para determinar a cuál de estos dos tipos de células se refieren los autores de las publicaciones. Los PVM, a diferencia de la microglia normal, son reemplazados por células precursoras derivadas de la médula ósea de manera regular y expresan antígenos MHC de clase II independientemente de su entorno. [7]

Yuxtavascular

"Microglia perivascular" y "microglia yuxtavascular" son nombres diferentes para el mismo tipo de célula. Ha surgido confusión debido al mal uso del término microglia perivascular para referirse a los macrófagos perivasculares, [26] que son un tipo diferente de célula. La microglia yuxtavascular/microglia perivascular se encuentra en contacto directo con la pared de la lámina basal de los vasos sanguíneos, pero no se encuentra dentro de las paredes. En esta posición pueden interactuar tanto con células endoteliales como con pericitos . [27] [28] Al igual que las células perivasculares, expresan proteínas MHC de clase II incluso a niveles bajos de actividad de citocinas inflamatorias . A diferencia de las células perivasculares, pero de manera similar a la microglia residente, la microglia yuxtavascular no exhibe una renovación rápida o reemplazo con células precursoras mieloides de manera regular. [7]

Funciones

Activación de la microglía mediante señalización purinérgica

Las células microgliales cumplen una variedad de tareas diferentes dentro del sistema nervioso central, relacionadas principalmente con la respuesta inmunitaria y el mantenimiento de la homeostasis. A continuación se enumeran algunas de las principales funciones conocidas que llevan a cabo estas células. [ cita requerida ]

Barrido

Además de ser muy sensibles a pequeños cambios en su entorno, cada célula microglial también inspecciona físicamente su dominio de forma regular. Esta acción se lleva a cabo en los estados ameboide y de reposo a través de procesos microgliales altamente móviles. [11] Mientras se mueve a través de su región establecida, si la célula microglial encuentra algún material extraño, células dañadas, células apoptóticas , ovillos neurofibrilares , fragmentos de ADN o placas , activará y fagocitará el material o la célula. De esta manera, las células microgliales también actúan como "amas de casa", limpiando restos celulares aleatorios. [18] Durante el cableado del desarrollo del cerebro, las células microgliales desempeñan un papel importante en la regulación de la cantidad de células precursoras neuronales y la eliminación de neuronas apoptóticas. También existe evidencia de que la microglía puede refinar los circuitos sinápticos al engullir y eliminar sinapsis. [29] Después del desarrollo, la mayoría de las células muertas o apoptóticas se encuentran en la corteza cerebral y la materia blanca subcortical . Esto puede explicar por qué la mayoría de las células microgliales ameboides se encuentran dentro de las "fuentes de microglía" en la corteza cerebral. [24]

Fagocitosis

La función principal de la microglia, la fagocitosis , implica la ingestión de diversos materiales. Los materiales ingeridos generalmente consisten en restos celulares, lípidos y células apoptóticas en el estado no inflamado, y virus invasores , bacterias u otros materiales extraños en el estado inflamado. Una vez que la célula microglial está "llena", detiene la actividad fagocítica y se transforma en una célula gitter relativamente no reactiva . [30]

Señalización extracelular

Una gran parte del papel de las células microgliales en el cerebro es mantener la homeostasis en regiones no infectadas y promover la inflamación en el tejido infectado o dañado. La microglía logra esto a través de una serie extremadamente complicada de moléculas de señalización extracelular que les permiten comunicarse con otras microglías, astrocitos , nervios , células T y células progenitoras mieloides . Como se mencionó anteriormente, la citocina IFN-γ se puede utilizar para activar las células microgliales. Además, después de activarse con IFN-γ, la microglía también libera más IFN-γ en el espacio extracelular. Esto activa más microglía e inicia una cascada de activación inducida por citocinas que activa rápidamente toda la microglía cercana. El TNF-α producido por la microglía hace que el tejido neuronal experimente apoptosis y aumenta la inflamación. IL-8 promueve el crecimiento y la diferenciación de las células B , lo que le permite ayudar a la microglía a combatir las infecciones. Otra citocina, IL-1 , inhibe las citocinas IL-10 y TGF-β , que regulan negativamente la presentación de antígenos y la señalización proinflamatoria. Se reclutan células dendríticas y células T adicionales al sitio de la lesión a través de la producción microglial de moléculas quimiotácticas como MDC , IL-8 y MIP-3β . Finalmente, PGE 2 y otros prostanoides previenen la inflamación crónica al inhibir la respuesta proinflamatoria microglial y regular negativamente la respuesta Th1 (célula T colaboradora). [18]

Presentación de antígenos

Como se mencionó anteriormente, la microglia residente no activada actúa como células presentadoras de antígenos deficientes debido a su falta de proteínas MHC de clase I/II. Tras la activación, expresan rápidamente proteínas MHC de clase I/II y rápidamente se convierten en presentadores de antígenos eficientes. En algunos casos, la microglia también puede ser activada por IFN-γ para presentar antígenos , pero no funcionan tan eficazmente como si hubieran experimentado la captación de proteínas MHC de clase I/II. Durante la inflamación , las células T cruzan la barrera hematoencefálica gracias a marcadores de superficie especializados y luego se unen directamente a la microglia para recibir antígenos . Una vez que se les han presentado antígenos, las células T continúan cumpliendo una variedad de funciones, incluido el reclutamiento proinflamatorio, la formación de inmunomemorias, la secreción de materiales citotóxicos y los ataques directos a las membranas plasmáticas de células extrañas. [7] [18]

Citotoxicidad

Además de ser capaz de destruir organismos infecciosos a través del contacto de célula a célula mediante fagocitosis , la microglía también puede liberar una variedad de sustancias citotóxicas . [31] La microglía en cultivo secreta grandes cantidades de peróxido de hidrógeno y óxido nítrico en un proceso conocido como " estallido respiratorio ". Ambos productos químicos pueden dañar directamente las células y provocar la muerte de las neuronas. Las proteasas secretadas por la microglía catabolizan proteínas específicas que causan daño celular directo, mientras que las citocinas como IL-1 promueven la desmielinización de los axones neuronales. Finalmente, la microglía puede dañar las neuronas a través de procesos mediados por el receptor NMDA al secretar glutamato , aspartato y ácido quinolínico . La secreción citotóxica tiene como objetivo destruir neuronas, virus y bacterias infectadas, pero también puede causar grandes cantidades de daño neuronal colateral. Como resultado, la respuesta inflamatoria crónica puede provocar daño neuronal a gran escala a medida que la microglía devasta el cerebro en un intento de destruir la infección invasora. [7] La ​​edaravona , un eliminador de radicales, evita la neurotoxicidad oxidativa precipitada por la microglía activada. [32]

Desprendimiento sináptico

En un fenómeno que Blinzinger y Kreutzberg observaron por primera vez en lesiones espinales en 1968, la microglia posterior a la inflamación elimina las ramificaciones de los nervios cerca del tejido dañado. Esto ayuda a promover el recrecimiento y la reorganización de los circuitos neuronales dañados . [7] También se ha demostrado que la microglia está involucrada en el proceso de poda sináptica durante el desarrollo cerebral. [33]

Promoción de la reparación

Después de la inflamación, la microglia pasa por varios pasos para promover el recrecimiento del tejido neuronal. Estos incluyen la eliminación de las sinapsis, la secreción de citocinas antiinflamatorias , el reclutamiento de neuronas y astrocitos al área dañada y la formación de células gigantes . Sin las células microgliales, el recrecimiento y el remapeo serían considerablemente más lentos en las áreas residentes del SNC y casi imposibles en muchos de los sistemas vasculares que rodean el cerebro y los ojos. [7] [34] Investigaciones recientes verificaron que los procesos microgliales monitorean constantemente las funciones neuronales a través de uniones somáticas especializadas y detectan el "bienestar" de las células nerviosas. A través de esta vía de comunicación intercelular, la microglia es capaz de ejercer fuertes efectos neuroprotectores, contribuyendo significativamente a la reparación después de una lesión cerebral. [10] También se ha demostrado que la microglia contribuye al desarrollo adecuado del cerebro, al contactar neuronas inmaduras en desarrollo. [35]

Desarrollo

Origen y aparición de la microglía en el SNC

Durante mucho tiempo se pensó que las células microgliales se diferencian en la médula ósea a partir de células madre hematopoyéticas , las progenitoras de todas las células sanguíneas. Sin embargo, estudios recientes muestran que la microglia se origina en el saco vitelino durante un período embrionario notablemente restringido y pueblan el parénquima cerebral guiadas por un proceso molecular orquestado con precisión. [4] Las células progenitoras del saco vitelino requieren la activación del receptor del factor estimulante de colonias 1 (CSF1R) para la migración al cerebro y la diferenciación en microglia. [36] Además, la mayor contribución a la repoblación de la microglia se basa en su autorrenovación local, tanto en estado estacionario como en enfermedad, mientras que los monocitos circulantes también pueden contribuir en menor medida, especialmente en enfermedad. [4] [37]

Los monocitos también pueden diferenciarse en células dendríticas mieloides y macrófagos en los sistemas periféricos. Al igual que los macrófagos en el resto del cuerpo, la microglia utiliza mecanismos fagocíticos y citotóxicos para destruir materiales extraños. Tanto la microglia como los macrófagos contribuyen a la respuesta inmunitaria actuando como células presentadoras de antígenos , además de promover la inflamación y los mecanismos homeostáticos dentro del cuerpo mediante la secreción de citocinas y otras moléculas de señalización. [38]

En su forma regulada a la baja, la microglia carece de las proteínas MHC de clase I / MHC de clase II , las citocinas IFN-γ , los antígenos CD45 y muchos otros receptores de superficie necesarios para actuar en las funciones de presentación de antígenos, fagocitosis y citotóxicas que distinguen a los macrófagos normales. La microglia también se diferencia de los macrófagos en que está regulada mucho más estrechamente espacial y temporalmente para mantener una respuesta inmunitaria precisa. [18]

Otra diferencia entre la microglia y otras células que se diferencian de las células progenitoras mieloides es la tasa de recambio. Los macrófagos y las células dendríticas se consumen constantemente y son reemplazados por células progenitoras mieloides que se diferencian en el tipo necesario. Debido a la barrera hematoencefálica , sería bastante difícil para el cuerpo reemplazar constantemente la microglia. Por lo tanto, en lugar de ser reemplazada constantemente por células progenitoras mieloides , la microglia mantiene su status quo mientras está en su estado inactivo y luego, cuando se activa, prolifera rápidamente para mantener su número. Los estudios de quimeras óseas han demostrado, sin embargo, que en casos de infección extrema la barrera hematoencefálica se debilitará y la microglia será reemplazada por células hematógenas derivadas de la médula ósea, es decir, células progenitoras mieloides y macrófagos. Una vez que la infección ha disminuido, se restablece la desconexión entre los sistemas periférico y central y solo la microglia está presente durante el período de recuperación y recrecimiento. [39]

Envejecimiento

Durante una lesión, la microglía experimenta una explosión de actividad mitótica ; esta proliferación es seguida por apoptosis para reducir el número de células a su valor inicial. [40] La activación de la microglía supone una carga para la maquinaria anabólica y catabólica de las células, lo que hace que la microglía activada muera antes que las células no activadas. [40] Para compensar la pérdida de microglía con el tiempo, la microglía experimenta mitosis y las células progenitoras derivadas de la médula ósea migran al cerebro a través de las meninges y la vasculatura. [40]

La acumulación de daño neuronal menor que ocurre durante el envejecimiento normal puede transformar la microglia en células agrandadas y activadas. [41] Estos aumentos crónicos asociados con la edad en la activación microglial y la expresión de IL-1 pueden contribuir a un mayor riesgo de enfermedad de Alzheimer con el avance de la edad al favorecer la formación de placa neurítica en pacientes susceptibles. [41] El daño del ADN podría contribuir a la activación microglial asociada con la edad. Otro factor podría ser la acumulación de productos finales de glicación avanzada , que se acumulan con el envejecimiento. [41] Estas proteínas son muy resistentes a los procesos proteolíticos y promueven la reticulación de proteínas . [41]

Las investigaciones han descubierto microglia humana distrófica (desarrollo defectuoso). "Estas células se caracterizan por anomalías en su estructura citoplasmática, como procesos desramificados, atróficos, fragmentados o inusualmente tortuosos, que frecuentemente presentan hinchazones esferoidales o bulbosas". [40] La incidencia de microglia distrófica aumenta con el envejecimiento. [40] Se ha informado de degeneración y muerte de microglia en investigaciones sobre la enfermedad priónica , la esquizofrenia y la enfermedad de Alzheimer, lo que indica que el deterioro de la microglia podría estar involucrado en enfermedades neurodegenerativas. [40] Una complicación de esta teoría es el hecho de que es difícil distinguir entre microglia "activada" y "distrófica" en el cerebro humano. [40]

En ratones, se ha demostrado que el bloqueo de CD22 restablece la fagocitosis microglial homeostática en cerebros envejecidos. [42]

imagen de microglia

Importancia clínica

Guía paso a paso para analizar los fenotipos de la microglía

La microglia es la célula inmunitaria primaria del sistema nervioso central, similar a los macrófagos periféricos. Responde a los patógenos y a las lesiones modificando su morfología y migrando al lugar de la infección o lesión, donde destruye los patógenos y elimina las células dañadas. Como parte de su respuesta, secreta citocinas, quimiocinas, prostaglandinas y especies reactivas de oxígeno, que ayudan a dirigir la respuesta inmunitaria. Además, es fundamental para la resolución de la respuesta inflamatoria, mediante la producción de citocinas antiinflamatorias. La microglia también se ha estudiado ampliamente por su papel perjudicial en enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer , la enfermedad de Parkinson , la esclerosis múltiple , así como en enfermedades cardíacas, glaucoma e infecciones víricas y bacterianas. Existe evidencia acumulada de que la desregulación inmunológica contribuye a la fisiopatología del trastorno obsesivo compulsivo (TOC) , el síndrome de Tourette y los trastornos neuropsiquiátricos autoinmunes pediátricos asociados con infecciones estreptocócicas (PANDAS) . [43]

Dado que la microglía reacciona rápidamente incluso a alteraciones sutiles en la homeostasis del sistema nervioso central, se la puede considerar como un sensor de disfunciones o trastornos neurológicos. [44] En el caso de patologías cerebrales, el fenotipo de la microglía ciertamente se altera. [44] Por lo tanto, el análisis de la microglía puede ser una herramienta sensible para diagnosticar y caracterizar trastornos del sistema nervioso central en cualquier muestra de tejido dada. [44] En particular, se debe evaluar la densidad celular de la microglía, la forma celular, el patrón de distribución, los distintos fenotipos de la microglía y las interacciones con otros tipos de células. [44]

Genética de los sensomes

El sensome microglial es un concepto biológico relativamente nuevo que parece estar desempeñando un papel importante en el desarrollo neurológico y la neurodegeneración . El sensome se refiere a la agrupación única de transcripciones de proteínas utilizadas para detectar ligandos y microbios . En otras palabras, el sensome representa los genes necesarios para las proteínas utilizadas para detectar moléculas dentro del cuerpo. El sensome se puede analizar con una variedad de métodos que incluyen qPCR , RNA-seq , análisis de microarrays y secuenciación directa de ARN. Los genes incluidos en el sensome codifican receptores y proteínas transmembrana en la membrana plasmática que se expresan más en la microglia en comparación con las neuronas. No incluye proteínas secretadas o proteínas transmembrana específicas de orgánulos unidos a la membrana, como el núcleo , las mitocondrias y el retículo endoplasmático . [45] La pluralidad de genes sensome identificados codifican receptores de reconocimiento de patrones, sin embargo, hay una gran variedad de genes incluidos. Las células microgliales comparten un senosoma similar al de otros macrófagos, sin embargo, contienen 22 genes únicos, 16 de los cuales se utilizan para la interacción con ligandos endógenos. Estas diferencias crean un biomarcador microglial único que incluye más de 40 genes, incluidos P2ry12 y HEXB . DAP12 ( TYROBP ) parece desempeñar un papel importante en la interacción de proteínas del senosoma, actuando como un adaptador de señalización y una proteína reguladora. [45]

La regulación de los genes dentro del senosoma debe poder cambiar para responder a un daño potencial. La microglia puede asumir el papel de neuroprotección o neurotoxicidad para enfrentar estos peligros. [46] Por estas razones, se sospecha que el senosoma puede estar desempeñando un papel en la neurodegeneración. Los genes del senosoma que se regulan al alza con el envejecimiento están principalmente involucrados en la detección de ligandos microbianos infecciosos, mientras que aquellos que se regulan a la baja están principalmente involucrados en la detección de ligandos endógenos. [45] Este análisis sugiere una regulación específica de la glía que favorece la neuroprotección en la neurodegeneración natural. Esto contrasta con el cambio hacia la neurotoxicidad observado en las enfermedades neurodegenerativas.

El sensome también puede desempeñar un papel en el desarrollo neurológico. La infección cerebral en la primera infancia da lugar a microglia que son hipersensibles a estímulos inmunitarios posteriores. Cuando se expone a la infección, hay una regulación positiva de los genes del sensome implicados en la neuroinflamación y una regulación negativa de los genes que están implicados en la neuroplasticidad. [47] Sin embargo, la capacidad del sensome para alterar el desarrollo neurológico puede ser capaz de combatir la enfermedad. La eliminación de CX3CL1 , un gen del sensome altamente expresado, en modelos de roedores del síndrome de Rett resultó en una mejor salud y una mayor esperanza de vida. [48] La regulación negativa de Cx 3 cr1 en humanos sin síndrome de Rett se asocia con síntomas similares a la esquizofrenia . [49] Esto sugiere que el sensome no solo desempeña un papel en varios trastornos del desarrollo, sino que también requiere una regulación estricta para mantener un estado libre de enfermedad.

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos

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