Análises 3D da morfologia da rede vascular revelam como os gânglios linfáticos são supridos com sangue

Quando nosso sistema imunológico funciona, ele aciona anticorpos, glóbulos brancos e fagócitos. Mas todos os detalhes de como isso funciona ainda não são compreendidos – especificamente, nos gânglios linfáticos, que são elementos importantes do sistema imunológico. Não está claro, por exemplo, como o suprimento de sangue para e dentro dos gânglios funciona especificamente.

Esta questão foi agora desvendada por uma equipe de pesquisa interdisciplinar com a participação de uma equipe do Helmholtz-Zentrum Hereon. Os pesquisadores obtiveram imagens 3D que mostram o sistema vascular dos nódulos com resolução anteriormente inatingível – e contradizem o conhecimento atual dos livros didáticos. A equipe apresenta seus resultados em Fronteiras da Imunologia.

Cada pessoa tem cerca de 600 a 700 gânglios linfáticos. Distribuem-se por todo o corpo e medem entre 3 e 30 milímetros cada. Esses nós desempenham um papel essencial em nossa defesa imunológica: eles ativam glóbulos brancosos linfócitos, e também contêm macrófagos, ou seja, células necrófagas.

“No entanto, estamos longe de saber tudo sobre essas partes importantes do sistema imunológico“, explica o Dr. Jörg Hammel, biólogo do Institute of Materials Physics, localizado no Outstation no DESY em Hamburgo. “Entre outras coisas, ainda não se sabia como é o sistema de vasos sanguíneos em detalhes, que fornece os nós com oxigênio e nutrientes, e isso também desempenha um papel importante em direcionar as células imunológicas para os gânglios linfáticos”.

Para resolver o quebra-cabeça, o grupo de pesquisa utilizou uma abordagem analítica especial: a microtomografia. Em princípio, ele funciona como um tomógrafo convencional em um hospital, que tira imagens tridimensionais de raios X do interior do corpo.

Mas, ao contrário do procedimento padrão, a equipe não usou um tubo de raios X convencional como fonte de radiação, mas o feixe de alta intensidade e altamente focado do anel de armazenamento PETRA III no DESY. “Isso nos dá melhor contraste, bem como maior resolução de imagem”, explica Hammel. “Assim, podemos examinar uma amostra com muito mais detalhes do que é possível em um hospital.”

Vasos sanguíneos em visão de raio-x

Em seus experimentos, os especialistas examinaram os gânglios linfáticos de camundongos saudáveis. Eles usaram uma variante especial de microtomografia chamada método de contraste de fase. Aqui, a luz do raio-X passa por uma grade bidimensional antes de atingir a amostra. Essa grade gera um padrão de iluminação definido, que é então movido sistematicamente sobre a amostra. Ao mesmo tempo, detectores sensíveis registram a radiação que passa pela amostra.

Posteriormente, a aparência da amostra em detalhes pode ser reconstruída por algoritmo de computador. “Ao contrário dos métodos usuais, não precisamos de meio de contraste”, diz Hammel, explicando uma das vantagens do método. “Isso nos permitiu deixar os gânglios linfáticos quase em seu estado nativo para o exame.”

Os resultados são modelos 3D impressionantes baseados em imagens de raios X de alta resolução dos nós. A rede de vasos sanguíneos pode ser vista neles com uma precisão de dois micrômetros.

Durante a avaliação, a equipe se deparou com uma surpresa: até agora, os especialistas presumiam que os vasos sanguíneos só entram e saem dos gânglios linfáticos em um ponto único—semelhante a uma parede em que há apenas uma tomada elétrica. Em contraste, as novas imagens mostram que os vasos entram em uma área muito maior. A “parede” tem várias tomadas, distribuídas por uma determinada área, o que provavelmente refuta o conhecimento anterior do livro didático.

“Isso parece fazer sentido na medida em que os gânglios linfáticos, quando são ativados durante uma infecção, incham várias vezes em relação ao seu volume original”, descreve Jörg Hammel. “Ao fazer com que os vasos entrem em vários locais em vez de apenas um, o sistema vascular dos gânglios linfáticos pode responder de forma mais eficaz e seletiva ao inchaço quando ativado”.

O estudo é um esforço colaborativo do Grupo Interdisciplinar de Imunologia Neurobiológica (INI-Research), um parceiro de cooperação da Universidade de Hamburgo, do Centro Helmholtz Hereon, da Universidade Técnica de Munique e das Universidades de Hamburgo e Duisburg-Essen.

Novos estudos estão planejados

O método promete muito mais para o futuro: por exemplo, pode ser possível examinar os vasos dos gânglios linfáticos que foram ativados por uma infecção e inchados várias vezes. “Os nódulos estão distribuídos por todo o corpo”, diz Hammel. “Poderíamos ver como os gânglios linfáticos em diferentes partes do corpo reagem a uma infecção.”

Também seria interessante analisar a reação dos nós a uma infecção por SARS-CoV-2. Afinal, sabe-se que os vírus afetam não só os pulmões, mas também veias de sangue. Além disso, também pode ser interessante detectar se existem diferenças específicas de gênero no gânglios linfáticos– um campo de pesquisa altamente atual.