O que são Astrocitos?

By Deepthi Sathyajith, M.Pharm.Reviewed by Michael Greenwood, M.Sc.

O que são astrócitos?

Astrocitos são células neuroglionares altamente heterogéneas com características funcionais e morfológicas distintas em diferentes partes do cérebro. São responsáveis pela manutenção de vários processos complexos necessários para um sistema nervoso central saudável (SNC).

Créditos de imagem: Kateryna Kon / .com

Morfologia e fisiologia dos astrocitos

Astrocitos humanos são categorizados com base na sua localização anatómica e morfologia celular em astrocitos protoplasmáticos, astrocitos fibrosos, astrocitos interlaminares, astrocitos polarizados, e astrocitos de projecção varicosa.

Astrocitos protoplasmáticos são encontrados na matéria cinzenta do cérebro, enquanto que os astrocitos fibrosos são encontrados na matéria branca do cérebro. As astrocitos interlaminares e as astrocitos polarizados estão presentes nas camadas corticais próximas da matéria branca.

As astrocitos de projecção varicosa também residem nas camadas corticais profundas. Contudo, ao contrário dos astrocitos interlaminares, não se encontram nos cérebros neonatais.

Astrocitos formam sequências não sobrepostas, semelhantes a azulejos no SNC e desempenham um papel importante no aumento da concentração de cálcio intracelular. O aumento do cálcio intracelular é necessário para manter a comunicação astrocítico-astrocítico e astrocítico-neurónio e auxilia os astrocíticos na transmissão sináptica.

Estão envolvidos na manutenção da homeostase molecular, sistémica, orgânica, metabólica, bem como celular e de rede. Na homeostase molecular, os astrocitos regulam a libertação de moléculas neurotransmissoras tais como glutamato, purinas, D-serina, e ácido gama-aminobutírico (GABA). Os astrocitos também regulam o pH e K+, Ca2+, e homeostase iónica Cl-.

Astrocitos estão envolvidos no funcionamento do sistema linfático, e no controlo da barreira hemato-encefálica para manter a homeostase de órgãos. A homeostase metabólica vê o envolvimento dos astrocitos na regulação do fluxo sanguíneo local, fornecendo suporte metabólico, e na síntese e armazenamento do glicogénio.

Astrocitos têm um papel proeminente na homeostase do sono e na regulação da ingestão de alimentos e equilíbrio energético como parte do suporte homeostático sistémico. Na homeostase celular e de rede, os astrocitos fornecem apoio durante a neurogenese, plasticidade sináptica, bem como na sinaptogénese, manutenção sináptica e eliminação.

Identificação de astrocitos

Proteína fibrilada fibrilada glial (GFAP) é um marcador prototípico que é utilizado durante a detecção imunohistoquímica de astrocitos. Contudo, a GFAP pode não estar presente em níveis detectáveis em muitos tecidos saudáveis do SNC devido às várias outras moléculas de sinalização intracelular e intercelular.

Outros marcadores moleculares incluem S100β, glutamina sintetase, e o gene codificador de proteínas Aldehyde Dehydrogenase 1 Family Member L1 (Aldh1L1). Além disso, foram utilizadas técnicas de sequenciamento de microarranjo e ácido ribonucleico (RNA) combinadas com classificação celular activada por fluorescência (FACS) ou outras técnicas de immunopanning para caracterizar o perfil completo de mRNA de astrocitos humanos.

Corantes fluorescentes como corantes Alexa ou corantes Lucifer também são utilizados para visualizar astrocitos. Sondas com espectros diferentes são também combinadas para permitir a visualização selectiva de astrócitos. Da mesma forma, sulforhodamina 101 e sulforhodamina B ou G são sondas catiónicas fluorescentes gliofílicas que podem ser administradas por via intravenosa para identificar as astrocitos à medida que penetram na barreira hemato-encefálica.

Nos últimos anos, vários marcadores geneticamente codificados estão a ser utilizados para visualizar as astrocitos como o Cameleão Nano 50 amarelo (YC-Nano50).

Role de astrocitos no desenvolvimento do SNC

Astrocitos guiam o movimento dos axónios e neuroblastos à medida que se desenvolvem e libertam trombospondina, uma glicoproteína, para uma formação sináptica e funcionamento adequados. Os astrócitos também produzem prostaglandinas, ácido araquidónico, e óxido nítrico que ajudam na regulação do fluxo sanguíneo local no SNC. Além disso, os astrocitos também estão envolvidos no metabolismo do SNC, pois são conhecidos por serem a principal unidade de armazenamento de glicose no SNC.

Rol de astrocitos em doenças

Uma das marcas de distúrbios neurodegenerativos é a astrogliose reactiva. A astrogliose reactiva é uma alteração observada nos astrócitos a nível celular, molecular e funcional indicativa de um traumatismo do SNC causado por uma lesão ou devido ao início de uma condição patológica.

Dependente da gravidade do dano do SNC, a astrogliose reactiva foi classificada em astrogliose reactiva leve a moderada, difusa severa, e grave. Na astrogliose reactiva leve a moderada, a upregulação da expressão do GFAP é variada juntamente com a hipertrofia celular dentro de astrocitos individuais.

Na astrogliose reactiva difusa grave, a upregulação do GFAP é mais elevada, com a hipertrofia celular a ultrapassar os astrocitos individuais, o que leva à interpenetração e sobreposição dos processos dos astrocitos adjacentes. A investigação demonstrou que a astrogliose reactiva grave é um resultado da lesão cerebral e da medula espinal e indica mau prognóstico, embora alguns estudos também tenham sugerido as propriedades neuroprotectoras das astrocitos reactivas cicatrizantes após tal trauma.

As astrocitos reactivos desempenham um papel importante na propagação de infecções, especialmente as de origem viral. Por exemplo, na encefalite do herpesvírus humano 6 (HHV-6), o vírus pode causar encefalite tanto em adultos imunocomprometidos como em adultos saudáveis. O aparecimento de astrocitos é de importância diagnóstica especialmente após um AVC ou noutras doenças cerebrovasculares como o enfarte isquémico, onde os astrocitos são observados a rodear áreas de encefalomalácia cística.

Astrocitos em terapia

O papel significativo que os astrocitos desempenham na saúde neuronal evidenciou o interesse dos investigadores em considerá-los como novos alvos terapêuticos para uma variedade de doenças. Há muitos métodos de tratamento que estão a ser explorados para visar vias de astrocitos nocivos, tais como nanoformulações, tratamentos com peptídeos, bem como terapia genética viral.

Aproximadamente 20% da doença do neurónio motor familiar é causada pelo gene da superóxido de cobre-zinco dismutase (SOD1). Blackburn et al. demonstraram que a redução selectiva do gene pode resultar em atraso no início da doença, embora o seu efeito na duração da vida seja menor. A modulação de astrocitos reactivos devido à sua elevada plasticidade é uma estratégia terapêutica sugerida por Choudhary et al.

Além disso, metodologias de transplante como o enxerto de células estaminais para produzir astrocitos maduros estão a ser investigadas em modelos de rato para doenças como a esclerose lateral amiotrófica (ALS). Um desses estudos transplantou células estaminais neurais humanas (CNA) em modelos animais induzidos por toxinas da doença de Parkinson (DP) e mostrou um abrandamento dos sintomas progressivos da DP devido à estimulação da desdiferenciação de astrocitos. Outro estudo utilizando ratos da doença de Huntington (HD) também relatou a diferenciação dos NSCs em astrocitos e neurónios no striatum de rato.

Com a investigação a reconhecer que os astrocitos desempenham um papel crucial na saúde neuronal e não apenas um “papel de suporte”, muitos modelos animais úteis, bem como matrizes tridimensionais, estão a ser desenvolvidos para melhorar as aplicações terapêuticas dos astrocitos.

Fontes

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Escrito por

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Deepthi passou grande parte da sua carreira a trabalhar como investigadora pós-doutorada no campo da farmacognosia. Começou a sua carreira na farmacovigilância, onde trabalhou em muitos projectos globais com algumas das principais empresas farmacêuticas do mundo. Deepthi é agora escritora científica consultora de uma grande empresa farmacêutica e trabalha ocasionalmente com a News-Medical, aplicando os seus conhecimentos a uma vasta gama de disciplinas das ciências da vida.

Última actualização 9 de Março de 2020

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