Um caso de gripe pode fazer com que até as pessoas mais resistentes caiam na cama e percam o apetite. Agora, os cientistas identificaram neurônios em camundongos que notificam o cérebro de uma infecção por gripe, provocando diminuição de movimento, da fome e da sede.
A equipe descobriu que um pequeno grupo de neurônios nas vias aéreas desempenha esse papel fundamental em alertar o cérebro sobre uma infecção por gripe. Eles também encontraram sinais de um segundo caminho dos pulmões para o cérebro que se torna ativo mais tarde na infecção.
O estudo foi publicado na Nature.
Embora a maioria das pessoas fique doente várias vezes ao ano, o conhecimento científico de como o cérebro evoca a sensação de doença ficou atrás da pesquisa sobre outros estados corporais, como fome e sede. O artigo representa um primeiro passo fundamental para entender a conexão cérebro-corpo durante uma infecção.
“Este estudo nos ajuda a começar a entender um mecanismo básico de detecção de patógenos e como isso está relacionado ao sistema nervoso, que até agora tem sido bastante misterioso”, disse o autor sênior Stephen Liberles, professor de biologia celular no Blavatnik Institute na Harvard Medical School e um pesquisador do Howard Hughes Medical Institute.
As descobertas também lançam luz sobre como os anti-inflamatórios não esteroides, como o ibuprofeno e a aspirina, aliviam os sintomas da gripe.
Se os resultados puderem ser traduzidos para humanos, o trabalho pode ter implicações importantes para o desenvolvimento de terapias contra a gripe mais eficazes.
No novo artigo, os pesquisadores voltaram sua atenção para um tipo importante de doença que o cérebro controla: a doença causada por uma infecção respiratória.
Durante uma infecção, explicou Liberles, o cérebro orquestra os sintomas à medida que o corpo monta uma resposta imune. Estes podem incluir sintomas gerais, como febre, diminuição do apetite e letargia, bem como sintomas específicos, como congestão ou tosse para uma doença respiratória ou vômito ou diarreia para um problema gastrointestinal.
A equipe decidiu se concentrar na gripe, um vírus respiratório que é a fonte de milhões de doenças e consultas médicas e causa milhares de mortes nos Estados Unidos todos os anos.
Por meio de uma série de experimentos em camundongos, o primeiro autor Na-Ryum Bin, pesquisador da HMS, identificou uma pequena população de neurônios embutidos no nervo glossofaríngeo, que vai da garganta ao cérebro.
Importante ressaltar, ele descobriu que esses neurônios são necessários para sinalizar ao cérebro que uma infecção por gripe está presente, e possuem receptores para lipídios chamados prostaglandinas. Esses lipídios são produzidos por camundongos e humanos durante uma infecção e são alvo de medicamentos como ibuprofeno e aspirina.
Cortar o nervo glossofaríngeo, eliminar os neurônios, bloquear os receptores de prostaglandina nesses neurônios ou tratar os camundongos com ibuprofeno reduziu de forma semelhante os sintomas da gripe e aumentou a sobrevida.
Juntos, os resultados sugerem que esses neurônios das vias aéreas detectam as prostaglandinas produzidas durante uma infecção por gripe e se tornam um canal de comunicação da parte superior da garganta para o cérebro.
“Achamos que esses neurônios transmitem a informação de que há um patógeno ali e iniciam circuitos neurais que controlam a resposta à doença”, disse Liberles.
Os resultados fornecem uma explicação de como medicamentos como ibuprofeno e aspirina funcionam para reduzir os sintomas da gripe – e sugerem que esses medicamentos podem até aumentar a sobrevida.
Os pesquisadores descobriram evidências de outro caminho potencial para a doença, este viajando dos pulmões para o cérebro. Eles descobriram que este caminho parece se tornar ativo na segunda fase da infecção, à medida que o vírus se infiltra mais profundamente no sistema respiratório.
Essa via adicional não envolve prostaglandinas, a equipe ficou surpresa ao descobrir. Camundongos na segunda fase da infecção não responderam ao ibuprofeno.
As descobertas sugerem uma oportunidade para melhorar o tratamento da gripe se os cientistas forem capazes de desenvolver medicamentos que tenham como alvo a via adicional, disseram os autores.
Confira o resumo do artigo publicado:
A infecção por patógenos causa um estado estereotipado de doença que envolve mudanças comportamentais e fisiológicas orquestradas neuronalmente. Na infecção, as células imunes liberam uma “tempestade” de citocinas e outros mediadores, muitos dos quais são detectados pelos neurônios; no entanto, os circuitos neurais responsivos e os mecanismos de interação neuro-imune que evocam o comportamento doentio durante as infecções naturalísticas permanecem obscuros.
Medicamentos de venda livre, como aspirina e ibuprofeno, são amplamente utilizados para aliviar enjoos e atuam bloqueando a síntese de prostaglandina E2 (PGE2). Um modelo importante é que a PGE2 atravessa a barreira hematoencefálica e envolve diretamente os neurônios hipotalâmicos.
Neste estudo, usando ferramentas genéticas que cobrem amplamente um atlas de neurônios sensoriais periféricos, identificou-se uma pequena população de neurônios sensoriais glossofaríngeos detectores de PGE2 (neurônios petrosos GABRA1) que são essenciais para o comportamento de doença induzida por influenza em camundongos.
A ablação dos neurônios petrosos GABRA1 ou nocaute direcionado do receptor 3 de PGE2 nesses neurônios elimina as reduções induzidas pela gripe na ingestão de alimentos, ingestão de água e mobilidade durante a infecção em estágio inicial e melhora a sobrevida.
O mapeamento anatômico guiado geneticamente revelou que os neurônios petrosos GABRA1 se projetam para regiões mucosas da nasofaringe com expressão aumentada de ciclooxigenase-2 após a infecção e também exibem um padrão de direcionamento axonal específico no tronco cerebral.
Juntos, esses achados revelam uma via sensorial primária das vias aéreas ao cérebro que detecta prostaglandinas produzidas localmente e medeia as respostas de doença sistêmica à infecção por vírus respiratório.
Fontes:
Nature, publicação em 08 de março de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 08 de março de 2023.
