Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Microglía

Las microglías son un tipo de célula glial ubicada en todo el cerebro y la médula espinal del sistema nervioso central (SNC). [ 1 ] Las microglías representan alrededor del 5-10...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

Las microglías son un tipo de célula glial ubicada en todo el cerebro y la médula espinal del sistema nervioso central (SNC). [ 1 ] Las microglías representan alrededor del 5-10% de las células que se encuentran dentro del cerebro. [ 2 ] [ 3 ] Como células macrófagas residentes , actúan como la primera y principal forma de defensa inmune activa en el SNC. [ 4 ] Las microglías se originan en el saco vitelino bajo condiciones moleculares estrictamente reguladas. [ 5 ] Estas células (y otras neuroglías, incluidos los astrocitos ) se distribuyen en grandes regiones no superpuestas en todo el SNC. [ 6 ] [ 7 ] Las microglías son células clave en el mantenimiento general del cerebro : constantemente limpian el SNC en busca de placas , neuronas y sinapsis dañadas o innecesarias , y agentes infecciosos. [ 8 ] Dado que estos procesos deben ser eficientes para prevenir daños potencialmente fatales, las microglías son extremadamente sensibles incluso a pequeños cambios patológicos en el SNC. [ 9 ] Esta sensibilidad se logra en parte por la presencia de canales de potasio únicos que responden incluso a pequeños cambios en el potasio extracelular . [ 8 ] Evidencia reciente muestra que la microglía también desempeña un papel clave en el mantenimiento de las funciones cerebrales normales en condiciones saludables. [ 10 ] La microglía también monitorea constantemente las funciones neuronales a través de contactos somáticos directos mediante sus procesos microgliales y ejerce efectos neuroprotectores cuando es necesario. [ 11 ] [ 12 ] 

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

Historia

La capacidad de ver y caracterizar diferentes células neuronales, incluyendo la microglia, 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 microglia está relacionada con los macrófagos . La activación de la microglia y la formación de cúmulos microgliales ramificados fue observada por primera vez por Victor Babeș mientras estudiaba un caso de rabia en 1897. Babeș observó que las células se encontraban en una variedad de infecciones cerebrales virales , pero no sabía qué eran los cúmulos de microglia que vio. [ 13 ] El científico español Santiago Ramón y Cajal definió un "tercer elemento" (tipo de célula) además de las neuronas y los astrocitos. [ 14 ] Pío del Río Hortega , alumno de Santiago Ramón y Cajal , fue el primero en llamar a las células "microglia" alrededor de 1920. Continuó caracterizando la respuesta microglial a las lesiones cerebrales en 1927 y observó las "fuentes de microglia" presentes en el cuerpo calloso y otras áreas de sustancia blanca perinatal en 1932. Después de muchos años de investigación, Río Hortega llegó a ser considerado generalmente como el "padre de la microglia". [ 15 ] [ 16 ] Durante un largo período de tiempo se logró poco avance en nuestro conocimiento de la microglia. Luego, en 1988, Hickey y Kimura demostraron que las células microgliales perivasculares son derivadas de la médula ósea y expresan altos niveles de proteínas MHC clase II utilizadas para la presentación de antígenos. Esto confirmó el postulado de Pío Del Río-Hortega de que las células microgliales funcionaban de manera similar a los macrófagos al realizar fagocitosis y presentación de antígenos .

A finales del siglo XX, el grupo de psicología experimental de la Universidad de Oxford clasificó las células microgliales en tres tipos según su morfología, localización tisular y duración de la actividad fagocítica. [ 17 ] Actualmente, muchos investigadores de todo el mundo intentan establecer una relación entre la morfología de las células microgliales y los niveles de expresión de mediadores inmunitarios por parte de estas células, utilizando diferentes programas informáticos. [ 18 ]

Formularios

Las microglías de rata cultivadas en tejido se muestran en verde, junto con las prolongaciones de las fibras nerviosas que se muestran en rojo.
Microglía en la capa molecular del cerebelo de rata en rojo, teñida con anticuerpo anti-IBA1/AIF1. Las prolongaciones de la glía de Bergmann se muestran en verde, el ADN en azul.

Las células microgliales son extremadamente plásticas y experimentan diversos cambios estructurales según su ubicación y las necesidades del sistema. Este nivel de plasticidad es necesario para cumplir con la amplia variedad de funciones que desempeñan. La capacidad de transformación distingue a las microglías de los macrófagos , que deben reemplazarse periódicamente, y les proporciona la capacidad de defender el SNC con muy poca antelación sin causar alteraciones inmunológicas. [ 8 ] Las microglías adoptan una forma específica, o fenotipo , en respuesta a las condiciones locales y las señales químicas que han detectado. [ 19 ] También se ha demostrado que la señalización de ATP relacionada con el daño tisular desempeña un papel crucial en la transformación fenotípica de las microglías. [ 20 ]

Ramificado

Esta forma de célula microglial se encuentra comúnmente en ubicaciones específicas 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 se compone de largas prolongaciones ramificadas y un pequeño cuerpo celular. A diferencia de las formas ameboides de microglia, el cuerpo celular de la forma ramificada permanece en su lugar mientras sus ramificaciones se mueven constantemente y exploran el área circundante. Las ramificaciones son muy sensibles a pequeños cambios en las condiciones fisiológicas y requieren condiciones de cultivo muy específicas para su observación in vitro . [ 19 ]

A diferencia de la microglía activada o ameboide , la microglía ramificada no fagocita células y secreta menos inmunomoléculas (incluidas las proteínas MHC de clase I / II ). La microglía en este estado puede buscar e identificar amenazas inmunitarias mientras mantiene la homeostasis en el SNC. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Aunque se considera el estado de reposo, la microglía en esta forma sigue siendo extremadamente activa en el análisis químico del entorno. La microglía ramificada puede transformarse en la forma activada en cualquier momento en respuesta a una lesión o amenaza. [ 19 ]

Activado

Las microglías activadas pueden teñirse mediante el marcador AIF-1 , cuya expresión aumenta durante la activación. [ 24 ]

No fagocítico

Este estado forma parte de una respuesta gradual a medida que la microglía pasa de su forma ramificada a su forma fagocítica completamente activa. La microglía puede activarse por diversos factores, como citocinas proinflamatorias , factores de necrosis celular , lipopolisacáridos y cambios en el potasio extracelular (indicativos de células rotas). Una vez activadas, las células experimentan varios cambios morfológicos clave, como el engrosamiento y la retracción de las ramificaciones, 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 lugar a una cascada de señalización proinflamatoria). La microglía no fagocítica activada generalmente se presenta como "arbustiva", "en forma de varilla" o ameboides pequeños, dependiendo de su grado de avance en el continuo de transformación desde la ramificación hasta la fagocitosis completa. Además, la microglía 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 la complejidad morfológica cambiante y puede cuantificarse utilizando los métodos de análisis fractal, que han demostrado ser sensibles incluso a cambios sutiles, visualmente indetectables, asociados con diferentes morfologías en diferentes estados patológicos. [ 8 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 25 ]

Fagocítico

Las microglías fagocíticas activadas son la forma de microglía con máxima respuesta inmunitaria. Estas células generalmente adoptan una forma ameboide grande, aunque se han observado algunas variaciones. Además de poseer la señalización de presentación de antígenos, citotóxica y mediadora de la inflamación de las microglías no fagocíticas activadas, también son capaces de fagocitar materiales extraños y mostrar las inmunomoléculas resultantes para la activación de las células T. Las microglías fagocíticas se desplazan al sitio de la lesión, engullen el material agresor y secretan factores proinflamatorios para promover la proliferación de más células y que realicen el mismo proceso. Las microglías fagocíticas activadas también interactúan con astrocitos y células neuronales para combatir cualquier infección o inflamación lo más rápidamente posible con un daño mínimo a las células cerebrales sanas. [ 8 ] [ 21 ]

Ameboide

Esta forma permite que la microglía se mueva libremente por todo el tejido neural, lo que le permite cumplir su función como célula fagocítica. La microglía ameboide es capaz de fagocitar desechos, pero no cumple las mismas funciones de presentación de antígenos e inflamación que la microglía activada. La microglía ameboide es especialmente frecuente durante el desarrollo y la reorganización del cerebro, cuando hay grandes cantidades de desechos extracelulares que eliminar . Esta forma de célula microglial se encuentra postnatalmente, principalmente dentro de las áreas de sustancia blanca perinatal en el cuerpo calloso y el cerebelo, anteriormente descritas como la "Fuente de la microglía". [ 8 ] [ 22 ] [ 26 ]

Perivascular

A diferencia de los otros tipos de microglía mencionados anteriormente, la microglía perivascular (PVM) se refiere a la ubicación de la célula, más que a su forma o función. Sin embargo, la microglía perivascular se confunde a menudo con los macrófagos perivasculares, [ 27 ] que se encuentran encapsulados dentro de las paredes de la lámina basal , por lo que se debe tener cuidado al determinar a cuál de estos dos tipos celulares se refieren los autores de las publicaciones. Las PVM, a diferencia de la microglía normal, son reemplazadas regularmente por células precursoras derivadas de la médula ósea y expresan antígenos MHC de clase II independientemente de su entorno. [ 8 ]

Yuxtavascular

La "microglía perivascular" y la "microglía yuxtavascular" son nombres diferentes para el mismo tipo de célula. La confusión surgió debido al uso indebido del término microglía perivascular para referirse a los macrófagos perivasculares, [ 27 ] que son un tipo de célula diferente. La microglía yuxtavascular/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, puede interactuar tanto con células endoteliales como con pericitos . [ 28 ] [ 29 ] Al igual que las células perivasculares, expresan proteínas MHC de clase II incluso con bajos niveles de actividad de citocinas inflamatorias . A diferencia de las células perivasculares, pero de forma similar a otras microglías, la microglía yuxtavascular no presenta una renovación rápida ni un reemplazo regular con células precursoras mieloides . [ 8 ]

Funciones

Activación de la microglía mediante señalización purinérgica

Las células microgliales desempeñan diversas funciones en el sistema nervioso central, principalmente relacionadas con la respuesta inmunitaria y el mantenimiento de la homeostasis. A continuación, se describen algunas de las principales funciones conocidas que realizan estas células.

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 mediante prolongaciones microgliales altamente móviles. [ 12 ] Mientras se desplaza por su región asignada, si la célula microglial encuentra algún material extraño, células dañadas, células apoptóticas , ovillos neurofibrilares , fragmentos de ADN o placas , se activará y fagocitará el material o la célula. De esta manera, las células microgliales también actúan como "guardianas", limpiando los restos celulares aleatorios. [ 21 ] Durante el desarrollo prenatal del cerebro, las células microgliales desempeñan un papel en la regulación del número de células precursoras neuronales [ 30 ] y en la eliminación de neuronas apoptóticas. También hay evidencia de que la microglia puede refinar los circuitos sinápticos al engullir y eliminar sinapsis. [ 31 ] Después del desarrollo, la mayoría de las células muertas o apoptóticas se encuentran en la corteza cerebral y la sustancia blanca subcortical . Esto puede explicar por qué la mayoría de las células microgliales ameboides se encuentran dentro de las "fuentes de microglia" en la corteza cerebral. [ 32 ]

Fagocitosis

La función principal de la microglía, la fagocitosis , consiste en la ingestión de diversos materiales. Estos materiales generalmente incluyen restos celulares, lípidos y células apoptóticas en estado no inflamado, y virus invasores , bacterias u otros materiales extraños en estado inflamado. Una vez que la célula microglial está "llena", detiene la actividad fagocítica y se transforma en una célula reticular relativamente no reactiva . [ 33 ]

Señalización extracelular

Gran parte de la función de las células microgliales en el cerebro consiste en mantener la homeostasis en regiones no infectadas y promover la inflamación en tejidos infectados o dañados. La microglia logra esto mediante una serie extremadamente compleja de moléculas de señalización extracelular que les permiten comunicarse con otras células microgliales, astrocitos , neuronas , linfocitos T y células progenitoras mieloides . Como se mencionó anteriormente, la citocina IFN-γ puede utilizarse para activar las células microgliales. Además, tras activarse con IFN-γ, la microglia también libera más IFN-γ al espacio extracelular. Esto activa más microglia e inicia una cascada de activación inducida por citocinas que activa rápidamente todas las células microgliales cercanas. El TNF-α producido por la microglia provoca la apoptosis del tejido neural y aumenta la inflamación. La IL-8 promueve el crecimiento y la diferenciación de los linfocitos B , lo que les permite ayudar a la microglia a combatir las infecciones. Otra citocina, la 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 linfocitos T adicionales al sitio de la lesión mediante la producción microglial de moléculas quimiotácticas como MDC , IL-8 y MIP-3β . Finalmente, la PGE2 y otros prostanoides previenen la inflamación crónica al inhibir la respuesta proinflamatoria microglial y regular negativamente la respuesta Th1 (linfocitos T cooperadores). [ 21 ]

Presentación de antígenos

Como se mencionó anteriormente, la microglía residente no activada actúa como una célula presentadora de antígenos deficiente debido a su falta de proteínas MHC de clase I/II. Tras la activación, expresan rápidamente proteínas MHC de clase I/II y se convierten rápidamente en presentadoras de antígenos eficientes. En algunos casos, la microglía también puede activarse mediante IFN-γ para presentar antígenos , pero no funciona con la misma eficacia que si hubiera experimentado la captación de proteínas MHC de clase I/II. Durante la inflamación , las células T atraviesan la barrera hematoencefálica gracias a marcadores de superficie especializados y luego se unen directamente a la microglía para recibir antígenos . Una vez que se les han presentado los antígenos, las células T desempeñan diversas funciones, incluyendo el reclutamiento proinflamatorio, la formación de inmunomemorias, la secreción de sustancias citotóxicas y ataques directos a las membranas plasmáticas de células extrañas. [ 8 ] [ 21 ]

Citotoxicidad

Además de poder destruir organismos infecciosos mediante el contacto célula a célula a través de la fagocitosis , la microglía también puede liberar una variedad de sustancias citotóxicas . [ 34 ] La microglía en cultivo secreta grandes cantidades de peróxido de hidrógeno y óxido nítrico en un proceso conocido como " estallido respiratorio ". Ambos químicos pueden dañar directamente las células y provocar la muerte neuronal. Las proteasas secretadas por la microglía catabolizan proteínas específicas causando daño celular directo, mientras que las citocinas como la 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 mediante la secreción de glutamato , aspartato y ácido quinolínico . La secreción citotóxica tiene como objetivo destruir neuronas infectadas, virus y bacterias, 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. [ 8 ] Edaravona , un eliminador de radicales libres, previene la neurotoxicidad oxidativa precipitada por la microglía activada. [ 35 ]

despojamiento sináptico

En un fenómeno observado por primera vez en lesiones espinales por Blinzinger y Kreutzberg en 1968, la microglía postinflamatoria elimina las ramificaciones de los nervios cercanos al tejido dañado. Esto ayuda a promover la regeneración y la reorganización de los circuitos neuronales dañados . [ 8 ] También se ha demostrado que la microglía participa en el proceso de poda sináptica durante el desarrollo cerebral. [ 36 ]

Promoción de la reparación

Tras la inflamación, la microglia experimenta varios pasos para promover la regeneración del tejido neural. Estos incluyen la eliminación de sinapsis, la secreción de citocinas antiinflamatorias , el reclutamiento de neuronas y astrocitos al área dañada y la formación de células de Gitter . Sin las células microgliales, la regeneración y la reorganización serían considerablemente más lentas en las áreas residentes del SNC y casi imposibles en muchos de los sistemas vasculares que rodean el cerebro y los ojos. [ 8 ] [ 37 ] Investigaciones recientes verificaron que los procesos microgliales monitorean constantemente las funciones neuronales a través de uniones somáticas especializadas y perciben el "bienestar" de las células nerviosas. A través de esta vía de comunicación intercelular, la microglia es capaz de ejercer robustos efectos neuroprotectores, contribuyendo significativamente a la reparación después de una lesión cerebral. [ 11 ] También se ha demostrado que la microglia contribuye al desarrollo cerebral adecuado, mediante el contacto con neuronas inmaduras en desarrollo. [ 38 ]

Desarrollo

Origen y aparición de la microglía en el SNC

Durante mucho tiempo se pensó que las células microgliales se diferenciaban en la médula ósea a partir de células madre hematopoyéticas , 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 coloniza el parénquima cerebral guiada por un proceso molecular orquestado con precisión. [ 5 ] Las células progenitoras del saco vitelino requieren la activación del receptor del factor estimulante de colonias 1 (CSF1R) para migrar al cerebro y diferenciarse en microglia. [ 39 ] Además, la mayor contribución a la repoblación microglial se basa en su autorrenovación local, tanto en estado basal como en enfermedad, mientras que los monocitos circulantes también pueden contribuir en menor medida, especialmente en enfermedad. [ 5 ] [ 40 ]

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 microglía utiliza mecanismos fagocíticos y citotóxicos para destruir materiales extraños. Tanto la microglía 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. [ 41 ]

En su forma reducida, las microglías carecen 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 desempeñar las funciones de presentación de antígenos, fagocitosis y citotoxicidad que caracterizan a los macrófagos normales. Las microglías también se diferencian de los macrófagos en que están mucho más estrictamente reguladas espacial y temporalmente para mantener una respuesta inmunitaria precisa. [ 21 ]

Otra diferencia entre la microglía y otras células que se diferencian a partir de células progenitoras mieloides es la tasa de recambio. Los macrófagos y las células dendríticas se consumen y reemplazan constantemente 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 microglía. Por lo tanto, en lugar de ser reemplazada constantemente por células progenitoras mieloides, la microglía mantiene su estado de reposo mientras está en reposo y, cuando se activa, prolifera rápidamente para mantener su número. Sin embargo, estudios con quimeras óseas han demostrado que, en casos de infección extrema, la barrera hematoencefálica se debilita y la microglía es reemplazada por células hematógenas derivadas de la médula ósea, es decir, células progenitoras mieloides y macrófagos. Una vez que la infección disminuye, se restablece la desconexión entre los sistemas periférico y central, y solo la microglía está presente durante el período de recuperación y regeneración. [ 42 ]

Envejecimiento

Las microglías experimentan una intensa actividad mitótica durante una lesión; esta proliferación es seguida por apoptosis para reducir el número de células a su nivel basal. [ 43 ] La activación de las microglías sobrecarga la maquinaria anabólica y catabólica de las células, lo que provoca que las microglías activadas mueran antes que las células no activadas. [ 43 ] Para compensar la pérdida de microglías con el tiempo, estas experimentan mitosis y las células progenitoras derivadas de la médula ósea migran al cerebro a través de las meninges y la vasculatura. [ 43 ]

La acumulación de daño neuronal menor que ocurre durante el envejecimiento normal puede transformar la microglía en células agrandadas y activadas. [ 44 ] Estos aumentos crónicos, asociados a 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 placas neuríticas en pacientes susceptibles. [ 44 ] El daño al ADN podría contribuir a la activación microglial asociada a la edad. Otro factor podría ser la acumulación de productos finales de glicación avanzada , que se acumulan con el envejecimiento. [ 44 ] Estas proteínas son fuertemente resistentes a los procesos proteolíticos y promueven la reticulación de proteínas . [ 44 ]

La investigación ha descubierto microglía humana distrófica (con 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." [ 43 ] La incidencia de microglía distrófica aumenta con la edad. [ 43 ] Se ha informado de degeneración y muerte de la microglía en investigaciones sobre enfermedades priónicas , esquizofrenia y enfermedad de Alzheimer, lo que indica que el deterioro de la microglía podría estar implicado en enfermedades neurodegenerativas. [ 43 ] Una complicación de esta teoría es el hecho de que es difícil distinguir entre la microglía "activada" y la "distrófica" en el cerebro humano. [ 43 ]

En ratones, se ha demostrado que el bloqueo de CD22 restaura la fagocitosis microglial homeostática en cerebros envejecidos. [ 45 ]

Imagen de microglía

Importancia clínica

Guía paso a paso para el análisis de fenotipos de microglía

Las microglías son las células inmunitarias primarias del sistema nervioso central, similares a los macrófagos periféricos. Responden a patógenos y lesiones cambiando su morfología y migrando al sitio de la infección o lesión, donde destruyen los patógenos y eliminan las células dañadas. Como parte de su respuesta, secretan citocinas, quimiocinas, prostaglandinas y especies reactivas de oxígeno, que ayudan a dirigir la respuesta inmunitaria. Además, son fundamentales para la resolución de la respuesta inflamatoria, mediante la producción de citocinas antiinflamatorias. Las microglías también han sido ampliamente estudiadas 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 virales y bacterianas. Existe evidencia creciente de que la desregulación inmunitaria contribuye a la fisiopatología del trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) , el síndrome de Tourette y los trastornos neuropsiquiátricos autoinmunes pediátricos asociados con infecciones estreptocócicas (PANDAS) . [ 46 ]

Dado que la microglía reacciona rápidamente incluso a alteraciones sutiles en la homeostasis del sistema nervioso central, puede considerarse como sensores de disfunciones o trastornos neurológicos. [ 47 ] En caso de patologías cerebrales, el fenotipo microglial se ve alterado. [ 47 ] 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. [ 47 ] En particular, se debe evaluar la densidad celular, la forma celular, el patrón de distribución, los distintos fenotipos microgliales y las interacciones con otros tipos celulares. [ 47 ]

Genética de Sensome

El sensoma microglial es un concepto biológico relativamente nuevo que parece desempeñar un papel importante en el neurodesarrollo y la neurodegeneración . El sensoma se refiere a la agrupación única de transcritos de proteínas que se utilizan para detectar ligandos y microbios . En otras palabras, el sensoma representa los genes necesarios para las proteínas que se utilizan para detectar moléculas dentro del cuerpo. El sensoma 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 sensoma codifican receptores y proteínas transmembrana en la membrana plasmática que se expresan en mayor medida en la microglía que en las neuronas. No incluye proteínas secretadas ni proteínas transmembrana específicas de orgánulos unidos a la membrana, como el núcleo , las mitocondrias y el retículo endoplasmático . [ 48 ] La pluralidad de genes del sensoma identificados codifican receptores de reconocimiento de patrones; sin embargo, existe una gran variedad de genes incluidos. Las microglías comparten un sensoma 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, entre ellos P2ry12 y HEXB . DAP12 ( TYROBP ) parece desempeñar un papel importante en la interacción de las proteínas del sensoma, actuando como un adaptador de señalización y una proteína reguladora. [ 48 ]

La regulación de los genes dentro del sensoma debe poder cambiar para responder a un daño potencial. La microglía puede asumir el rol de neuroprotección o neurotoxicidad para enfrentar estos peligros. [ 49 ] Por estas razones, se sospecha que el sensoma puede estar desempeñando un papel en la neurodegeneración. Los genes del sensoma que se regulan positivamente con el envejecimiento están involucrados principalmente en la detección de ligandos microbianos infecciosos, mientras que aquellos que se regulan negativamente están involucrados principalmente en la detección de ligandos endógenos. [ 48 ] 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 que se observa en las enfermedades neurodegenerativas.

El sensoma también puede desempeñar un papel en el neurodesarrollo. Las infecciones cerebrales tempranas dan como resultado microglía hipersensible a estímulos inmunitarios posteriores. Cuando se expone a una infección, hay una regulación positiva de los genes del sensoma involucrados en la neuroinflamación y una regulación negativa de los genes involucrados en la neuroplasticidad. [ 50 ] Sin embargo, la capacidad del sensoma para alterar el neurodesarrollo puede ser capaz de combatir enfermedades. La eliminación de CX3CL1 , un gen del sensoma altamente expresado, en modelos de roedores del síndrome de Rett resultó en una mejor salud y una mayor esperanza de vida. [ 51 ] La regulación negativa de Cx 3 cr1 en humanos sin síndrome de Rett se asocia con síntomas similares a la esquizofrenia . [ 52 ] Esto sugiere que el sensoma no solo juega un papel en varios trastornos del desarrollo, sino que también requiere una regulación estricta para mantener un estado libre de enfermedad.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Ginhoux F, Lim S, Hoeffel G, Low D, Huber T (2013). "Origen y diferenciación de la microglía" . Frontiers in Cellular Neuroscience . 7 : 45. doi : 10.3389/fncel.2013.00045 . PMC 3627983. PMID 23616747 .  
  2. ↑ Lana D, Magni G, Landucci E, Wenk GL, Pellegrini-Giampietro DE, Giovannini MG (septiembre de 2023). " Diversidad fenómica de la microglía como objetivo farmacológico en el hipocampo en enfermedades neurodegenerativas" . Int J Mol Sci . 24 (18) 13668. doi : 10.3390/ijms241813668 . PMC 10531074. PMID 37761971 .  
  3. ↑ Dos Santos SE, Medeiros M, Porfirio J, Tavares W, Pessôa L, Grinberg L, et al. (junio de 2020). "Densidades similares de células microgliales en estructuras cerebrales y especies de mamíferos: implicaciones para la función del tejido cerebral" . The Journal of Neuroscience . 40 (24): 4622– 43. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2339-19.2020 . PMC 7294795. PMID 32253358 .   
  4. ↑ Filiano AJ, Gadani SP, Kipnis J (agosto de 2015). " Interacciones de la inmunidad innata y adaptativa en el desarrollo y la función cerebral" . Brain Research . 1617 : 18–27 . doi : 10.1016/j.brainres.2014.07.050 . PMC 4320678. PMID 25110235 .  
  5. 1 2 3 Dermitzakis I, Manthou ME, Meditskou S, Tremblay MÈ, Petratos S, Zoupi L, et al. (marzo de 2023). "Origen y surgimiento de la microglía en el SNC: una historia interesante de una célula excéntrica" . Current Issues in Molecular Biology . 45 (3): 2609–28 . doi : 10.3390/cimb45030171 . PMC 10047736. PMID 36975541 .   
  6. ↑ Kreutzberg GW (marzo de 1995). "Microglia, la primera línea de defensa en patologías cerebrales". Arzneimittel-Forschung . 45 (3A): 357– 60. PMID 7763326 . 
  7. ↑ Bushong EA, Martone ME, Jones YZ, Ellisman MH (enero de 2002). "Los astrocitos protoplásmicos en el estrato radiado CA1 ocupan dominios anatómicos separados" . The Journal of Neuroscience . 22 (1): 183– 92. doi : 10.1523/JNEUROSCI.22-01-00183.2002 . PMC 6757596. PMID 11756501 .  
  8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gehrmann J, Matsumoto Y , Kreutzberg GW (marzo de 1995 ) . "Microglia: célula inmunoefectora intrínseca del cerebro". Brain Research. Brain Research Reviews . 20 (3): 269– 87. doi : 10.1016/0165-0173(94)00015-H . PMID 7550361. S2CID 22708728 .  
  9. ↑ Dissing-Olesen L, Ladeby R, Nielsen HH, Toft-Hansen H, Dalmau I, Finsen B (octubre de 2007). "Proliferación microglial inducida por lesión axonal y formación de cúmulos microgliales en el ratón". Neuroscience . 149 ( 1): 112–22 . doi : 10.1016/j.neuroscience.2007.06.037 . PMID 17870248. S2CID 36995129 .  
  10. ↑ Kierdorf y Prinz, J Clin Invest. 2017;127(9): 3201–09. doi : 10.1172/JCI90602 .
  11. 1 2 Cserép C, Pósfai B, Lénárt N, Fekete R, László ZI, Lele Z, et al. (enero de 2020). "La microglia monitorea y protege la función neuronal a través de uniones purinérgicas somáticas especializadas" . Ciencia . 367 (6477): 528– 37. Bibcode : 2020Sci...367..528C . doi : 10.1126/ciencia.aax6752 . PMID 31831638 . S2CID 209343260 .   
  12. 1 2 Nimmerjahn A (enero de 2020). "Monitorización de la salud neuronal" . Science . 367 ( 6477): 510– 511. Bibcode : 2020Sci...367..510N . doi : 10.1126/science.aba4472 . PMC 9291239. PMID 32001643 .  
  13. ^ Babeș VM (1892). "Certains caractères des lesions histologiques de la rage" [ Ciertas características de las lesiones histológicas de la rabia ] . Annales de l'Institut Pasteur (en francés). 6 : 209-23 .
  14. ↑ Sierra A, de Castro F, Del Río-Hortega J, Rafael Iglesias-Rozas J, Garrosa M, Kettenmann H (noviembre de 2016). "El 'Big-Bang' de la biología glial moderna: traducción y comentarios a la serie de artículos de Pío del Río-Hortega 1919 sobre microglía". Glía . 64 (11) (publicado el 16 de septiembre de 2016): 1801– 40. doi : 10.1002/glia.23046 . PMID 27634048 . S2CID 3712733 .  
  15. ↑ del Río Hortega P, Penfield W (1892). "Cicatriz cerebral: la reacción de la neuroglia y la microglia a las heridas cerebrales". Boletín del Hospital Johns Hopkins . 41 : 278–303 .
  16. ↑ del Rio-Hortega F (1937). "Microglia". Citología y patología celular del sistema nervioso : 481–534 .
  17. ↑ Lawson, Perry, Dri, Gordon (1990). "Heterogeneidad en la distribución y morfología de la microglia en el cerebro normal del ratón adulto". Neuroscience . 39 (1): 151– 170. doi : 10.1016/0306-4522(90)90229-W . PMID 2089275 . {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  18. ↑ Fernandez-Arjona MDM, Grondona JM, Fernandez-Llebrez P. , Lopez-Avalos MD (2019). "Los parámetros morfométricos microgliales se correlacionan con el nivel de expresión de IL-1beta y permiten identificar diferentes morfotipos activados" . Front Cell Neurosci . 13 472. doi : 10.3389/fncel.2019.00472 . PMC 6824358. PMID 31708746 .  {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  19. 1 2 3 Verkhratsky A, Butt A (2013). Fisiología y fisiopatología glial . Chichester: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-40205-4.
  20. ↑ Peter, Berki; Csaba, Cserep; Zsuzsanna, Környei (2024). "La microglia contribuye a la sincronía neuronal a pesar de la transformación fenotípica relacionada con el ATP endógeno en cortes cerebrales agudos de ratón" . Nature Communications . 15 (1): 5402. Bibcode : 2024NatCo..15.5402B . doi : 10.1038/s41467-024-49773-1 . PMC 11208608. PMID 38926390 .  
  21. 1 2 3 4 5 6 7 Aloisi F (noviembre de 2001). "Función inmune de la microglía". Glia . 36 ( 2): 165– 79. doi : 10.1002/glia.1106 . PMID 11596125. S2CID 25410282 .  
  22. 1 2 3 Christensen RN, Ha BK, Sun F, Bresnahan JC, Beattie MS (julio de 2006). "El kainato induce una rápida redistribución del citoesqueleto de actina en la microglía ameboide". Journal of Neuroscience Research . 84 (1): 170– 81. doi : 10.1002/jnr.20865 . PMID 16625662. S2CID 34491558 .  
  23. ↑ Davis EJ, Foster TD, Thomas WE (1994). "Formas celulares y funciones de la microglía cerebral". Brain Research Bulletin . 34 (1): 73– 78. doi : 10.1016/0361-9230(94)90189-9 . PMID 8193937 . S2CID 22596219 .  
  24. ↑ Lan X, Han X, Li Q, Yang QW, Wang J (julio de 2017). "Moduladores de la activación y polarización microglial después de una hemorragia intracerebral" . Nature Reviews. Neurology . 13 (7): 420–33 . doi : 10.1038/nrneurol.2017.69 . PMC 5575938. PMID 28524175 .  
  25. ↑ Jelinek HF, Karperien A, Bossomaier T, Buchan A (1975). "Diferenciación de los grados de activación de la microglía mediante análisis fractal" (PDF) . Complexity International . 12 (18): 1713–17 . Archivado del original (PDF) el 17 de diciembre de 2008.
  26. ↑ Hagemeyer N, Hanft KM, Akriditou MA, Unger N, Park ES, Stanley ER, Staszewski O, Dimou L, Prinz M (septiembre de 2017). " La microglía contribuye a la mielinogénesis normal y al mantenimiento de los progenitores de oligodendrocitos durante la edad adulta" . Acta Neuropathol . 134 (3): 441– 458. doi : 10.1007/s00401-017-1747-1 . PMC 5951721. PMID 28685323 .  
  27. 1 2 Takashi Koizumi; Danielle Kerkhofs; Toshiki Mizuno; Harry WM Steinbusch; Sebastien Foulquier (4 de diciembre de 2019). "Células inmunes asociadas a vasos en enfermedades cerebrovasculares: de macrófagos perivasculares a microglía asociada a vasos" . Front . Neurosci . 13 1291. doi : 10.3389/fnins.2019.01291 . PMC 6904330. PMID 31866808 .  
  28. ↑ Morris GP, Foster CG, Courtney JM, Collins JM, Cashion JM, Brown LS, et al. (agosto de 2023). " La microglía se asocia directamente con los pericitos en el sistema nervioso central" . Glia . 71 (8): 1847– 69. doi : 10.1002/glia.24371 . PMC 10952742. PMID 36994950 .   
  29. ↑ Morris, Gary P.; Foster, Catherine G.; Sutherland, Brad A.; Grubb, Søren (2024). "La microglia contacta con la vasculatura cerebral a través de espacios entre los pies terminales de los astrocitos" . Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism . 44 (12): 1472– 1486. ​​doi : 10.1177/0271678X241280775 . PMC 11751324. PMID 39253821 .  
  30. ↑ Cunningham, Christopher; Martinez-Cerdeno, Veronica; Noctor, Stephen (2013). "La microglia regula el número de células precursoras neuronales en la corteza cerebral en desarrollo" . J Neurosci . 33 (10): 4216–33 . doi : 10.1523/JNEUROSCI.3441-12.2013 . PMC 3711552. PMID 23467340 .  
  31. ↑ Chung WS, Welsh CA, Barres BA , Stevens B (noviembre de 2015). "¿Las células gliales impulsan el deterioro sináptico y cognitivo en la enfermedad?" . Nature Neuroscience . 18 (11): 1539–45 . doi : 10.1038/nn.4142 . PMC 4739631. PMID 26505565 .  
  32. ↑ Ferrer I, Bernet E, Soriano E, del Rio T, Fonseca M (1990). "Muerte celular natural en la corteza cerebral de la rata y eliminación de células muertas por fagocitos transitorios". Neuroscience . 39 ( 2): 451– 58. doi : 10.1016/0306-4522(90)90281-8 . PMID 2087266. S2CID 23457378 .  
  33. ↑ Galloway DA, Phillips AE, Owen DR, Moore CS (2019). "Fagocitosis en el cerebro: homeostasis y enfermedad" . Frontiers in Immunology . 10 790. doi : 10.3389/fimmu.2019.00790 . PMC 6477030. PMID 31040847 .  
  34. ↑ Wolf A, Herb M, Schramm M, Langmann T (junio de 2020). "El eje TSPO-NOX1 controla la angiogénesis patológica desencadenada por fagocitos en el ojo" . Nature Communications . 11 (1) 2709. Bibcode : 2020NatCo..11.2709W . doi : 10.1038/s41467-020-16400-8 . PMC 7264151. PMID 32483169 .  
  35. ↑ Banno M, Mizuno T, Kato H, Zhang G, Kawanokuchi J, Wang J, et al. (febrero de 2005). "El eliminador de radicales edaravona previene la neurotoxicidad oxidativa inducida por peroxinitrito y microglía activada". Neuropharmacology . 48 ( 2): 283– 90. doi : 10.1016/j.neuropharm.2004.10.002 . PMID 15695167. S2CID 25545853 .   
  36. ↑ Soteros BM, Sia GM (noviembre de 2021). "Eliminación de sinapsis dependiente del complemento y la microglía en el desarrollo cerebral" . WIREs Mechanisms of Disease . 14 (3) e1545. doi : 10.1002/wsbm.1545 . PMC 9066608. PMID 34738335 .  
  37. ↑ Ritter MR, Banin E, Moreno SK, Aguilar E, Dorrell MI, Friedlander M (diciembre de 2006). "Los progenitores mieloides se diferencian en microglía y promueven la reparación vascular en un modelo de retinopatía isquémica" . The Journal of Clinical Investigation . 116 (12): 3266–76 . doi : 10.1172/JCI29683 . PMC 1636693. PMID 17111048 .  
  38. ^ Cserép C, Schwarcz AD, Pósfai B, László ZI, Kellermayer A, Környei Z, et al. (septiembre de 2022). "Control microglial del desarrollo neuronal mediante uniones purinérgicas somáticas" . Informes celulares . 40 (12) 111369. doi : 10.1016/j.celrep.2022.111369 . PMC 9513806 . PMID 36130488 . S2CID 252416407 .    
  39. ↑ Stanley ER, Chitu V (junio de 2014). "Señalización del receptor CSF-1 en células mieloides" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 6 (6) a021857. doi : 10.1101/cshperspect.a021857 . PMC 4031967. PMID 24890514 .  
  40. ↑ Ginhoux F, Prinz M (julio de 2015). " Origen de la microglía: conceptos actuales y controversias pasadas" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 7 (8) a020537. doi : 10.1101/cshperspect.a020537 . PMC 4526747. PMID 26134003 .  
  41. ↑ Zhu H, Wang Z, Yu J, Yang X, He F, Liu Z, et al. (julio de 2019). "Función y mecanismos de las citoquinas en la lesión cerebral secundaria tras hemorragia intracerebral". Progress in Neurobiology . 178 101610. doi : 10.1016/j.pneurobio.2019.03.003 . PMID 30923023. S2CID 85495400 .   
  42. ↑ Gehrmann J (1996). "Microglia: ¿un sensor de amenazas en el sistema nervioso?". Research in Virology . 147 ( 2–3 ): 79–88 . doi : 10.1016/0923-2516(96)80220-2 . PMID 8901425 . 
  43. 1 2 3 4 5 6 7 Streit WJ (septiembre de 2006). "Senescencia microglial: ¿tiene fecha de caducidad el sistema inmunitario del cerebro?". Trends in Neurosciences . 29 (9): 506– 10. doi : 10.1016/j.tins.2006.07.001 . PMID 16859761. S2CID 8874596 .  
  44. 1 2 3 4 Mrak RE, Griffin WS (marzo de 2005). "Glia y sus citocinas en la progresión de la neurodegeneración". Neurobiology of Aging . 26 (3): 349– 54. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2004.05.010 . PMID 15639313. S2CID 33152515 .  
  45. ↑ Pluvinage JV, Haney MS, Smith BA, Sun J, Iram T, Bonanno L, et al. (abril de 2019). " El bloqueo de CD22 restaura la fagocitosis microglial homeostática en cerebros envejecidos" . Nature . 568 (7751): 187–92 . Bibcode : 2019Natur.568..187P . doi : 10.1038/s41586-019-1088-4 . PMC 6574119. PMID 30944478 .   
  46. ↑ Frick L, Pittenger C (2016). "Desregulación microglial en el TOC, el síndrome de Tourette y el PANDAS" . Journal of Immunology Research . 2016 8606057. doi : 10.1155/2016/8606057 . PMC 5174185. PMID 28053994 .  
  47. 1 2 3 4 Schwabenland M, Brück W, Priller J, Stadelmann C, Lassmann H, Prinz M (diciembre de 2021). "Análisis de fenotipos microgliales en neuropatologías: una guía práctica" . Acta Neuropathologica . 142 (6) (publicado en octubre de 2021): 923–36 . doi : 10.1007/s00401-021-02370-8 . PMC 8498770. PMID 34623511 .   Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0 .
  48. 1 2 3 Hickman SE, Kingery ND, Ohsumi TK, Borowsky ML, Wang LC, Means TK, El Khoury J (diciembre de 2013). " El sensoma microglial revelado por secuenciación directa de ARN" . Nature Neuroscience . 16 (12): 1896–905 . doi : 10.1038/nn.3554 . PMC 3840123. PMID 24162652 .  
  49. ↑ Block, ML, Zecca, L y Hong, JS. "Neurotoxicidad mediada por la microglía: descubriendo los mecanismos moleculares". Nat. Rev. Neurosci. 8, 57–69 (2007).
  50. ↑ Ji P, Schachtschneider KM, Schook LB, Walker FR, Johnson RW (mayo de 2016). "La infección viral periférica induce genes de sensomas microgliales y aumenta la actividad de las células microgliales en el hipocampo de lechones neonatos" . Brain , Behavior, and Immunity . 54 : 243–51 . doi : 10.1016/j.bbi.2016.02.010 . PMC 4828316. PMID 26872419 .  
  51. ↑ Horiuchi M, Smith L, Maezawa I, Jin LW (febrero de 2017). " La ablación de CX3CR1 mejora las disfunciones motoras y respiratorias y aumenta la supervivencia de un modelo de ratón con síndrome de Rett" . Brain , Behavior, and Immunity . 60 : 106–16 . doi : 10.1016/j.bbi.2016.02.014 . PMC 5531048. PMID 26883520 .  
  52. ↑ Bergon A, Belzeaux R, Comte M, Pelletier F, Hervé M, Gardiner EJ, et al. (octubre de 2015). " CX3CR1 está desregulado en sangre y cerebro de pacientes con esquizofrenia" (PDF) . Schizophrenia Research . 168 ( 1–2 ): 434–43 . doi : 10.1016/j.schres.2015.08.010 . hdl : 1959.4/unsworks_49794 . PMID 26285829. S2CID 205073822 .   

Lecturas adicionales

  • Rock RB, Gekker G, Hu S, Sheng WS, Cheeran M, Lokensgard JR, Peterson PK (octubre de 2004). " Papel de la microglía en las infecciones del sistema nervioso central" . Clinical Microbiology Reviews . 17 (4): 942–64 , tabla de contenido. doi : 10.1128/CMR.17.4.942-964.2004 . PMC 523558. PMID 15489356 .  
  • Han X, Li Q, Lan X, El-Mufti L, Ren H, Wang J (septiembre de 2019). "El agotamiento de la microglía con liposomas de clodronato aumenta los niveles de citocinas proinflamatorias, induce la activación de astrocitos y daña la integridad de los vasos sanguíneos" . Neurobiología molecular . 56 (9): 6184–96 . doi : 10.1007/s12035-019-1502-9 . PMC 6684378. PMID 30734229 .  
  • Información, vídeos y recursos sobre la microglia en microglia.info
  • Página principal de Microglia en microglia.net
  • "Infiltrándose en tu cabeza: una breve introducción a la microglía"  – Reseña de Science Creative Quarterly
  • "Los agentes de limpieza del sistema inmunitario atacan las placas de Alzheimer" . 6 de abril de 2007.
  • El Departamento de Neurociencia de Wikiversidad
  • Búsqueda en NIF: Célula microglial a través del Marco de Información Neurocientífica
Lecturas relacionadas
6 articulos
GliaGliaLas células gliales , también llamadas neuroglia , son células no neuronales del sistema nervioso central (el cerebro y la médula espinal ) y del s...una mancha con una mancha azul en el centro, rodeada por un área blanca, rodeada por una fina tira de material de color oscuroCerebroEl cerebro es un órgano que sirve como centro del sistema nervioso en todos los animales vertebrados y la mayoría de los invertebrados . Está forma...Médula espinalMédula espinalLa médula espinal es una estructura tubular, larga y delgada, formada por tejido nervioso que se extiende desde el bulbo raquídeo en la parte infer...Sistema nervioso centralSistema nervioso centralEl sistema nervioso central ( SNC ) es la parte del sistema nervioso que consiste principalmente en el cerebro y la médula espinal . El SNC se llam...MacrófagoMacrófagoLos macrófagos ( / ˈm æ k r oʊ f eɪ dʒ / ; abreviado M φ , MΦ o MP ) son un tipo de glóbulo blanco del sistema inmunológico innato que engulle y di...AstrocyteAstrocyteAstrocytes (from Ancient Greek ἄστρον, ástron, "star" and κύτος, kútos, "cavity", "cell"), also known collectively as astroglia, are characteristic...