jump to navigation

Analogias entre o sistema imune e o sistema nervoso: o caso das sinapses imunológicas 01/08/2006

Posted by Esclerose Múltipla in Espaço médico, Você sabia?.
trackback

Rodrigo Siqueira-Batista, MD, PhD. Professor and Chairman of Internal Medicine – FESO; Collaborator Professor of Immunology and Microbiology – FESO; Collaborator Post-Graduate Professor – ENSP-FIOCRUZ.

Mauro Geller, MD, PhD. Professor and Chairman of Immunology and Microbiology – FESO; Coordinator of Genodermatoses, Genetics Service IPPMG – UFRJ.

synapse.jpgAs similaridades entre o funcionamento do sistema imunológico (SI) e do sistema nervoso (SN) têm se tornado um instigante campo de investigação científica nas duas últimas décadas. Ambos os sistemas (1) estruturam-se em rede, (2) são aspectos “essenciais” da biologia humana — o self é ditado pelo SI, ao passo que a personalidade, ainda que não redutível à tessitura neuronal, encontra nesta o arcabouço para a sua expressão —, (3) processam informações de modo a permitir o aprendizado e o desenvolvimento de memória e (4) têm na comunicação um dos aspectos básicos para sua organização e funcionamento.1,2,3,4 A idéia, com base neste último ponto, de que as células do SI interagem entre si de modo semelhante ao realizado pelos neurônios vem sendo recentemente trabalhada, em torno do conceito de sinapse imunológica.5

A primeira formulação de que o SI poderia ter um mecanismo de comunicação análogo à sinapse neuronal quimicamente medida — algo definitivamente demonstrado por Loewi, há pouco mais de 50 anos6 — foi desenvolvida por Norcross, em 1984.7 A verificação, em 1988, de que linfócitos T são capazes de liberar citocinas em uma direção específica — ou seja, a partir de uma dada região de sua membrana8 — permitiu a retomada da idéia de sinapse, a qual passou a ser definida a partir do íntimo contato entre duas superfícies celulares, promovido pela ligação de proteínas existentes em ambas as membranas.9 Finalmente, em 1995, foram apresentados resultados experimentais relativos à interação entre as células do SI, demonstrando que as proteínas de superfície das membranas celulares dos interagentes organizavam-se segundo um padrão que lembrava um alvo na região de contato entre as células.10 Este foi o caminho percorrido até à consolidação da idéia de sinapse imunológica, caracterizável como a união transitória entre células do SI — possibilitada pelo ‘deslocamento’ de proteínas de sua superfície para a região de interação —, com o objetivo de reconhecimento.

A sinapse imunológica já foi demonstrada entre diferentes tipos celulares, incluindo linfócitos, células apresentadoras de antígenos e células natural killer, entre outras. Sua organização é baseada na disposição das proteínas nas membranas celulares, as quais se deslocam para a superfície de interação. O movimento destas proteínas é fundamental para a formação da sinapse, especialmente porque suas respectivas situações espaciais se modificam durante a comunicação celular: no início os protídeos de reconhecimento dispõem-se ao redor das moléculas de adesão (ICAM-1/LFA-1) — o que caracteriza a sinapse imatura —, havendo, posteriormente, inversão desta disposição, de modo que as proteínas de reconhecimento passam a se localizar na região central da sinapse, estando circundados pelas proteínas de adesão — o que caracteriza a sinapse madura.11 O movimento destas proteínas depende da integridade do citoesqueleto, mas outros fatores parecem estar envolvidos.12,13,14

Um dos aspectos intrigantes em relação às sinapses estabelecidas entre as células do SI e do SN é a utilização, em ambas, das “mesmas” proteínas, como nos casos da neuropilina — protídeo que participa da sinalização neuronal15 e que é também encontrado nas sinapses imunológicas16,17 — e da agrina — identificável nas interações entre neurônios e músculos18 e, igualmente, nos sítios de reconhecimento entre as células do SI.19 Ademais, recentes investigações têm demonstrado que o mecanismo de comunicação por nanotubos — canais compostos por membrana celular e capazes de ligar duas células — já descrito em neurônios20, possui um “correspondente” na comunicação celular no SI.21 O papel destes nanotubos ainda permanece desconhecido.

Muito se tem discutido sobre o significado das sinapses imunológicas. Um dos pontos que se apresenta como inequívoco é o seu papel no direcionamento da secreção de citocinas pelas células do SI.14 Sem embargo, mais recentemente, tem-se proposto uma função regulatória na sinalização e na interação — marcando seu início, ou seu fim — entre os tipos celulares envolvidos.22,23

O perfeito entendimento da interação entre as células imunes é um dos requisitos fundamentais para o esclarecimento dos aspectos funcionais do SI, abrindo-se novas possibilidades para sua compreensão, priorizando uma visão ecológica alicerçada na complexidade,24 em detrimento da clássica concepção belicosa da imunologia.25 Ademais, há todo um horizonte de aplicabilidade deste conhecimento para as diferentes doenças humanas. De fato, o papel das sinapses imunológicas vem sendo estudado nas enfermidades auto-imunes26, na infecção pelos retrovírus HIV27 e HTLV-128, na leucemia mielóide aguda29, no linfoma de Burkitt30 e na rejeição em transplantes de órgãos.31,32

Espera-se que estas investigações possam trazer, nos próximos anos, significativas contribuições para o diagnóstico e o tratamento destas desordens, ampliando as possibilidades curativas da medicina interna no século XXI.

Referências Bibliográficas:

  1. Siqueira-Batista R, Quintas LEM, Oliveira FSO, Carvalho-da-Silva PP, Chiga ALV. Scientia Immunis I. Aspectos históricos, filogenia e organização do sistema imunológico. Clin Ped 1995; 19(3):14-32.
  2. Lent R. Cem bilhões de neurônios. São Paulo: Atheneu; 2001.
  3. Bear, MF, Connors BW, Paradiso MA. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Porto Alegre: Artmed; 2002.
  4. Delves PJ, Martin S, Burton D, Roitt IM. Roitt’s Essential Immunology. 11th edition. Blackwell Publishing; 2006.
  5. Davis DM. Diálogo na sinapse imunológica. Sci Am Brasil 2006; 4(46):41-47.
  6. Loewi O. From the workshop of discoveries. Lawrence: University of Kansas Press; 1953.
  7. Norcross MA. A synaptic basis for T-lymphocyte activation. Ann Immunol (Paris) 1984; 135D(2):113-34.
  8. Janeway CA Jr, Jones B, Hayday A. Specificity and function of T cells bearing gamma delta receptors. Immunol Today 1988; 9(3):73-6.
  9. Paul WE, Seder RA. Lymphocyte responses and cytokines. Cell 1994; 76(2):241-51.
  10. Kupfer A, Kupfer H. Imaging immune cell interactions and functions: SMACs and the Immunological Synapse. Semin Immunol 2003;15(6):295-300.
  11. Dustin ML A dynamic view of the immunological synapse. Semin Immunol 2005; 17(6):400-10.
  12. Ludford-Menting MJ, Oliaro J, Sacirbegovic F, Cheah ET, Pedersen N, Thomas SJ, Pasam A, Iazzolino R, Dow LE, Waterhouse NJ, Murphy A, Ellis S, Smyth MJ, Kershaw MH, Darcy PK, Humbert PO, Russell SM. A network of PDZ-containing proteins regulates T cell polarity and morphology during migration and immunological synapse formation. Immunity 2005; 22(6):737-48.
  13. Zipfel PA, Bunnell SC, Witherow DS, Gu JJ, Chislock EM, Ring C, Pendergast AM. Role for the Abi/wave protein complex in T cell receptor-mediated proliferation and cytoskeletal remodeling. Curr Biol 2006; 16(1):35-46.
  14. Davis DM, Dustin ML. Trends Immunol 2004; 25(6):323-327.
  15. Chen C, Li M, Chai H, Yang H, Fisher WE, Yao Q. Roles of neuropilins in neuronal development, angiogenesis, and cancers. World J Surg 2005; 29(3):271-5.
  16. Wulfing C, Rupp F. Neuropilin-1: another neuronal molecule in the “immunological synapse”. Nat Immunol 2002; 3(5):418-9.
  17. Kikutani H, Kumanogoh A. Semaphorins in interactions between T cells and antigen-presenting cells. Nat Rev Immunol 2003; 3(2):159-67.
  18. Kummer TT, Misgeld T, Sanes JR. Assembly of the postsynaptic membrane at the neuromuscular junction: paradigm lost. Curr Opin Neurobiol 2006; 16(1):74-82.
  19. Zhang J, Wang Y, Chu Y, Su L, Gong Y, Zhang R, Xiong S. Agrin is involved in lymphocytes activation that is mediated by alpha-dystroglycan. FASEB J 2006; 20(1):50-8.
  20. Rustom A, Saffrich R, Markovic I, Walther P, Gerdes HH. Nanotubular highways for intercellular organelle transport. Science 2004; 303(5660):1007-10.
  21. Onfelt B, Nedvetzki S, Yanagi K, Davis DM. Cutting edge: Membrane nanotubes connect immune cells. J Immunol 2004; 173(3):1511-3.
  22. Cemerski S, Shaw A. Immune synapses in T-cell activation. Curr Opin Immunol 2006; 18(3):298-304.
  23. Doh J, Irvine DJ. Immunological synapse arrays: patterned protein surfaces that modulate immunological synapse structure formation in T cells. Proc Natl Acad Sci USA 2006; 103(15):5700-5.
  24. Lenzi HL, Vannier-Santos MA. Interface parasito-hospedeiro: coabitologia – uma visão diferente do fenômeno parasitismo. In: Coura JR. Dinâmica das doenças infecciosas e parasitárias. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2005. p. 19-44.
  25. Siqueira-Batista R, Gomes AP, Velloso RBV, Tostes RB, Gonçalves-Rego TC. The teaching of immunology and the war metaphor. In: XXX Meeting Of the Brazilian Society of Immunology, 2005, São Pedro. Abstracts – XXX Meeting of the Brazilian Society of Immunology. Sociedade Brasileira de Imunologia, 2005. v. 1, p. 70.
  26. Iruretagoyena MI, Wiesendanger M, Kalergis AM. The dendritic cell-T cell synapse as a determinant of autoimmune pathogenesis. Curr Pharm Des 2006; 12(2):131-47.
  27. Fenard D, Yonemoto W, de Noronha C, Cavrois M, Williams SA, Greene WC. Nef is physically recruited into the immunological synapse and potentiates T cell activation early after TCR engagement. J Immunol 2005; 175(9):6050-7.
  28. Nejmeddine M, Barnard AL, Tanaka Y, Taylor GP, Bangham CR. Human T-lymphotropic virus, type 1, tax protein triggers microtubule reorientation in the virological synapse. J Biol Chem 2005; 280(33):29653-60.
  29. Houtenbos I, Westers TM, Ossenkoppele GJ, van de Loosdrecht AA. Employing the immunological synapse in AML: development of leukemic dendritic cells for active specific immunization. Immunobiology 2005; 210(2-4):249-57.
  30. Poupot M, Fournie JJ. Spontaneous membrane transfer through homotypic synapses between lymphoma cells. J Immunol 2003; 171(5):2517-23.
  31. Jiang H, Pan F, Erickson LM, Jang MS, Sanui T, Kunisaki Y, Sasazuki T, Kobayashi M, Fukui Y. Deletion of DOCK2, a regulator of the actin cytoskeleton in lymphocytes, suppresses cardiac allograft rejection. J Exp Med. 2005; 202(8):1121-30.
  32. Galkowska H. Dendritic cells as regulators of immune reactivity: implications for skin transplantation. Ann Transplant. 2004;9(2):5-10.

* Correspondência:
Prof. Rodrigo Siqueira-Batista
Fundação Educacional Serra dos Órgãos
Av. Alberto Torres, 111 – Alto
CEP.: 25964-000 – Teresópolis – RJ

Fonte: Sociedade Brasileira de Imunologia: SBI na rede. Junho de 2006- Número 54.

Anúncios
%d blogueiros gostam disto: