Opposite effects of Toll-like receptors 2 and 4 on synaptic stability in the spinal cord after peripheral nerve injury

Resumo

As células da glia são responsáveis por intermediar a interação entre o Sistema Nervoso (SN) e o Sistema Imune (SI). Além disso, recentes estudos têm demonstrado que estas células expressam receptores Toll Like (TLRs), que podem interferir no processo de plasticidade do SNC. Além disso, as relações existentes entre células da glia e neurônios são importantes para o desenvolvimento e homeostase do Sistema Nervoso. Na medula espinal, o estabelecimento das sinapses é provavelmente coordenado pelos próprios neurônios, sendo que as células da glia circunjacentes e o microambiente formado entre neurônios/glia desempenham papel importante na modulação da excitabilidade neural, influenciando na transmissão e plasticidade sináptica. Desse modo, este estudo tem o objetivo de analisar a influência do receptor Toll like 2 e Toll like 4 na reatividade glial e na dinâmica das sinapses em aposição ao motoneurônio medular de camundongos após lesão nervosa periférica. Para a análise in vivo, foram utilizados 80 animais (20 C3H/HeJ, 20 C3H/HePas, 20 C57Bl6/J e 20 TLR2-/-) que foram anestesiados e submetidos à cirurgia de transecção, sendo removido um segmento de 2mm do coto distal do nervo. Uma semana após a transecção do nervo os animais foram anestesiados e sacrificados por perfusão transcardíaca. As medulas foram extraídas, sendo processadas para imunohistoquímica, Western blotting, cultura celular e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Para a análise in vitro foram utilizados animais neonatos com 2 dias de nascimento e extraídos os encéfalos de neonatos C3H/HeJ , C3H/HePas, C57Bl6 e TLR2-/-. Foi realizado ensaio de proliferação celular utilizando a técnica de BrdU in situ e quantificação da reatividade astroglial por meio de imunocitoquímica. Para as análises do SNP, trinta animais (15 C3H/HeJ, 15 C3H/HePas) foram submetidos ao esmagamento do nervo isquiático. Após 2 semanas de cirurgia parte dos animais foi anestesiada e sacrificada por perfusão transcardíaca. Os nervos isquiáticos foram processados para imunohistoquímica e MET. Os demais animais (5 C3H/HeJ, 5 C3H/HePas) foram acompanhados no treino de marcha CatWalk, 8 semanas após lesão. Os resultados mostram que os animais TLR2-/- apresentaram menor perda sináptica comparada ao grupo controle. Já os animais TLR4 apresentaram maior perda sináptica para o grupo mutante. Além disso, os animais TLR4 não apresentaram diferenças estatísticas para a reatividade astroglial tanto in situ e in vitro. Por outro lado os animais com presença de TLR2 apresentaram in situ maior proliferação astroglial e maior reatividade astroglial in vitro. Ainda no SNP observa-se em animais C3H/HeJ uma rápida recuperação funcional acompanhada por maior expressão de P75 e neurofilamentos comparada ao grupo C3H/HePas. Logo, acreditamos que o TLR4 apresenta papéis antagônicos no SNP e SNC. Além disso, outros mecanismos, além da expressão de MHC I, podem estar envolvidos na preservação sináptica, uma vez que esta, em animais com presença do receptor para Toll like 4,não foi acompanhada de alterações na reatividade glial e na expressão de MHC I. Tais eventos mostram que o receptor TLR4 parece ter uma intrínseca relação com o motoneurônio que independe da reatividade glial e da expressão do MHC I. Já, os animais deficientes para Toll like 2 apresentaram significativas alterações na reatividade astroglial e na expressão de MHC I. Desse modo, os resultados do presente estudo sugerem que a participação do receptor Toll Like 4 e a ausência do receptor TLR2 parecem ser fundamentais para a preservação sináptica após lesão. Estes dados sugerem que a manipulação farmacológica e genética de Toll like receptors pode ser importante para a recuperação de doenças que afetam o SNC e SNP. (AU)