Estudo do peixe-zebra demonstra reparo cardíaco por meio de crosstalk neuroimune

Ao contrário dos humanos, o peixe-zebra pode regenerar completamente o coração após uma lesão. Eles devem essa capacidade à interação entre seus sistemas nervoso e imunológico, como relatam agora pesquisadores liderados por Suphansa Sawamiphak, do Centro Max Delbrück, na revista. Célula de Desenvolvimento.

Todos os anos, mais de 300.000 pessoas na Alemanha sofrem um enfarte do miocárdio – o termo técnico para ataque cardíaco. O número de pessoas que sobrevivem a um ataque cardíaco aumentou significativamente, mas este evento cardíaco grave causa danos irreparáveis ​​aos seus corações. Um ataque cardíaco ocorre quando os vasos sanguíneos que fornecem sangue e oxigênio ao músculo cardíaco ficam bloqueados, causando a morte de parte do tecido do músculo cardíaco.

Este dano é permanente porque o coração humano não tem capacidade de desenvolver novas células musculares cardíacas. Em vez disso, as células do tecido conjuntivo conhecidas como fibroblastos migram para a área danificada do músculo cardíaco. Eles formam tecido cicatricial que enfraquece o poder de bombeamento do coração. Tentativas anteriores de usar células-tronco para tratar corações danificados por infarto não tiveram muito sucesso.

A equipe liderada pela Dra. Suphansa Sawamiphak, chefe do Laboratório de Interação Cardiovascular-Hematopoiética do Centro Max Delbrück, está olhando o processo de um ângulo diferente.

“Sabemos que tanto os sinais do sistema nervoso autônomo quanto do sistema imunológico desempenham um papel fundamental na cicatrização e na regeneração”, diz Sawamiphak. “Portanto, é lógico que a comunicação entre os sistemas nervoso autônomo e imunológico determina se ocorrerão cicatrizes no músculo cardíaco ou se o músculo cardíaco poderá se recuperar”. Sabe-se também que os macrófagos desempenham um papel em ambos os processos. Mas como essa decisão é tomada?

Para responder a esta questão, os investigadores estão a estudar larvas de peixe-zebra. Os peixes podem ser facilmente modificados e também são opticamente transparentes, facilitando a observação dos processos internos no organismo vivo. “Além disso, eles podem regenerar totalmente o coração após uma lesão”, diz Onur Apaydin, primeiro autor do estudo publicado em Célula de Desenvolvimento.

Os pesquisadores usaram larvas de peixe-zebra cujas células do músculo cardíaco produzem uma substância fluorescente, facilitando sua detecção ao microscópio. Eles então induziram uma lesão semelhante a um infarto do miocárdio nos corações das larvas e bloquearam vários receptores na superfície dos macrófagos. O resultado foi que os sinais adrenérgicos do sistema nervoso autônomo determinaram se os macrófagos se multiplicaram e migraram para o local danificado. Esses sinais também desempenharam um papel importante na regeneração do tecido muscular cardíaco.

Na etapa seguinte, os pesquisadores desenvolveram peixes-zebra geneticamente modificados, nos quais o sinal adrenérgico chegava aos macrófagos, mas não podia ser transmitido do receptor para o interior da célula. “Isso mostrou que a transmissão do sinal é crucial para a regeneração do coração”, diz Apaydin. Se a sinalização for interrompida, o processo de cicatrização é acionado.

“Nossas descobertas indicam que este é um regulador chave da interferência entre os sistemas nervoso e imunológico”, diz Apaydin. Quando os macrófagos são ativados pelos sinais adrenérgicos do sistema nervoso autônomo, eles, por sua vez, se comunicam com os fibroblastos. Os fibroblastos que promovem a regeneração alteram a matriz extracelular no local danificado.

Em última análise, isso cria um microambiente propício ao crescimento de vasos sanguíneos e linfáticos e ao desenvolvimento de novos vasos cardíacos. Se, por outro lado, o sinal for bloqueado, os fibroblastos infiltram-se no local e causam cicatrizes – semelhante ao que ocorre no coração humano após um ataque cardíaco.

“Em seguida, queremos examinar em detalhes como a sinalização difere entre o peixe-zebra e os humanos”, diz Sawamiphak. “Isso nos ajudará a entender por que o tecido muscular cardíaco é incapaz de se regenerar em humanos”. A equipe também espera identificar alvos potenciais para influenciar a interação entre os sistemas nervoso e imunológico de uma forma que promova a regeneração do tecido muscular cardíaco e a manutenção da função cardíaca em pacientes com ataque cardíaco.