Saúde

Infecções graves causam estragos na produção de células sanguíneas de camundongos
Infecções graves como a malária causam danos a curto e longo prazo às células precursoras do sangue em ratos, mas alguns danos podem ser revertidos, descobriram os pesquisadores.
Por Hayley Dunning - 23/11/2020


Células formadoras de osso chamadas osteoblastos mostradas em verde

Uma equipe liderada por pesquisadores do Imperial College London e do The Francis Crick Institute descobriu que infecções graves causadas pela malária interrompem os processos que formam as células do sangue em ratos. Isso pode causar danos a longo prazo que podem significar que as pessoas que se recuperaram de infecções graves são vulneráveis ​​a novas infecções ou a desenvolver câncer no sangue.

Essas mudanças podem causar alterações de longo prazo, mas também encontramos uma maneira de reduzir significativamente a quantidade de danos e potencialmente resgatar a produção saudável de células do sangue.

Dra. Myriam Haltalli

A equipe também descobriu que o dano poderia ser reduzido ou parcialmente revertido em ratos com um tratamento hormonal que regula o cálcio ósseo juntamente com um antioxidante. A pesquisa pode levar a novas maneiras de prevenir danos a longo prazo de infecções graves, incluindo malária, tuberculose e COVID-19.

A pesquisa foi publicada hoje na Nature Cell Biology .

A primeira autora, a Dra. Myriam Haltalli , que completou o trabalho no Departamento de Ciências da Vida do Imperial, disse: “Descobrimos que a infecção por malária reprograma o processo de produção de células sanguíneas em camundongos e afeta significativamente a função das células precursoras do sangue. Essas mudanças podem causar alterações de longo prazo, mas também encontramos uma maneira de reduzir significativamente a quantidade de danos e, potencialmente, resgatar a produção saudável de células do sangue. ”

Mudanças inesperadamente rápidas

O sangue é composto por vários tipos de células diferentes, todos originados como células-tronco hematopoiéticas (HSCs) na medula óssea. Durante a infecção grave, a produção de todas as células sanguíneas aumenta para ajudar o corpo a combater a infecção, esgotando as HSCs.

Agora, a equipe mostrou como as infecções também danificam o ambiente da medula óssea, o que é crucial para a produção e função saudáveis ​​de HSC. Eles descobriram isso usando tecnologias avançadas de microscopia em Imperial and the Crick, análises de RNA lideradas pelo grupo Gottgens na Universidade de Cambridge e modelagem matemática liderada pelo professor Ken Duffy na Maynooth University.

Imagens de células mostrando uma grande área vermelha (esquerda, saudável) e uma
área vermelha muito diminuída (direita, infectada)
Uma proporção significativa de células tem pontuação alta (vermelho) para a função de
HSC em camundongos saudáveis, mas essas são perdidas nos camundongos infectados,
sugerindo que as HSCs são drasticamente afetadas por esta infecção grave

Os ratos desenvolveram malária naturalmente, após picadas de mosquitos portadores de parasitas Plasmodium , fornecidas pelo Dr. Andrew Blagborough da Universidade de Cambridge. Os pesquisadores subsequentemente observaram as mudanças no ambiente da medula óssea e o efeito na função de HSC.

Poucos dias após a infecção, os vasos sanguíneos começaram a vazar e houve uma perda dramática de células formadoras de osso chamadas osteoblastos. Essas mudanças parecem estar fortemente relacionadas ao declínio no pool de HSCs durante a infecção.

A autora principal, professora Cristina Lo Celso , do Departamento de Ciências da Vida do Imperial, disse: “Ficamos surpresos com a velocidade das mudanças, que foi totalmente inesperada. Podemos pensar no osso como uma fortaleza impenetrável, mas o ambiente da medula óssea é incrivelmente dinâmico e suscetível a danos. ”

A redução do pool de HSCs pode ter várias consequências. No curto prazo, parece afetar particularmente a produção de neutrófilos - glóbulos brancos que formam uma parte essencial do sistema imunológico. Isso pode deixar os pacientes vulneráveis ​​a novas infecções, com consequências potencialmente de longo prazo para o funcionamento do sistema imunológico.

A longo prazo, o pool de HSCs pode permanecer abaixo dos níveis normais, o que pode aumentar as chances de o paciente desenvolver câncer no sangue, como a leucemia.

Mitigando os impactos

Depois de determinar em detalhes como a infecção grave afeta o ambiente da medula óssea e a função do HSC, a equipe testou uma maneira de prevenir os danos. Antes de infectar os camundongos, eles os trataram com um hormônio que regula o cálcio dos ossos e um antioxidante para combater o estresse oxidativo celular, e novamente após a infecção.

Este processo levou a um aumento de dez vezes na função HSC após a infecção em comparação com camundongos que não receberam nenhum tratamento (cerca de 20-40 por cento da função em comparação com a função de 2 por cento, respectivamente). Embora esta não seja uma recuperação completa, o grande aumento da função é um sinal positivo.

A equipe destaca que a necessidade de iniciar o tratamento hormonal antes da infecção, aliada ao custo e à necessidade de refrigeração, o inviabilizam como solução, principalmente em muitas partes do mundo onde infecções graves como malária e tuberculose são prevalentes.

No entanto, eles esperam que a prova de que o impacto da infecção grave na função HSC pode ser significativamente diminuída leve ao desenvolvimento de novos tratamentos que podem ser amplamente administrados.

A professora Lo Celso disse: “Os impactos de longo prazo da infecção pelo COVID-19 estão apenas começando a ser conhecidos. O impacto na função HSC parece semelhante em várias infecções graves, sugerindo que nosso trabalho com a malária pode lançar luz sobre as possíveis consequências de longo prazo do COVID-19 e como podemos mitigá-las. ”

O Dr. Haltalli concluiu: “Proteger a função do HSC e, ao mesmo tempo, desenvolver fortes respostas imunológicas é a chave para um envelhecimento saudável”.

 

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