Pesquisadores mapeiam como os neurônios intestinais respondem a bactérias, parasitas e alergias alimentares

O sistema nervoso entérico (SNE) é uma vasta rede de nervos embutida nas paredes do intestino. Embora seja bem conhecido pelo seu papel na regulação da digestão e do movimento dos alimentos através do intestino, os investigadores estão a aprender que a sua influência se estende muito mais longe.

Ramnik Xavier, MD, Ph.D., do Departamento de Biologia Molecular do Massachusetts General Hospital, é o autor sênior de um artigo publicado em Ciência“Codificação regional das respostas do sistema nervoso entérico à microbiota e à inflamação tipo 2”, que se soma ao acúmulo de evidências que mostram que o ENS trabalha em estreita colaboração com o sistema imunológico para ajudar o corpo a responder a bactérias, parasitas e alérgenos.

Longe de servir apenas como centro de controle do intestino para a digestão e o movimento, o ENS também desempenha um papel fundamental na forma como o corpo mantém o equilíbrio e se protege de danos.

O trato gastrointestinal é constantemente desafiado por mudanças provocadas pela microbiota, pelos patógenos e pelo sistema imunológico. No entanto, os cientistas ainda sabem pouco sobre como a rede de nervos no intestino que compreende o ENS responde a estas condições mutáveis, em parte porque tem sido difícil estudar estes neurónios em detalhe.

Para resolver isso, os pesquisadores investigaram modelos de camundongos com microbiomas intestinais distintos e cuidadosamente selecionados e outros expostos a alérgenos ou infecções parasitárias. Em cada caso, a equipe traçou o perfil do ENS em diferentes regiões do intestino para definir suas respostas a essas condições.

Os pesquisadores usaram um tipo especial de modelo de camundongo com um sistema de marcação fluorescente que fazia brilhar os núcleos dos neurônios entéricos. Isto permitiu-lhes identificar e classificar os neurónios do resto do tecido intestinal e estudar os núcleos destas células um por um para compreender a sua atividade genética.

Esta abordagem permitiu aos investigadores ver quais os genes que estavam activos em cada célula – de facto, detectaram mais de 6.000 genes por neurónio, em média, incluindo genes pouco expressos que podem ser difíceis de detectar com métodos padrão.

Além disso, para investigar como esses neurônios se adaptam a diferentes condições, a equipe utilizou uma ferramenta viral para excluir genes específicos de interesse. Este processo ajudou a obter uma imagem mais clara de quais genes controlam o comportamento e a resposta dos neurônios.

Resultados do estudo

Ao estudar a atividade genética em neurônios individuais do intestino, a equipe descobriu dois padrões principais que revelam o quão diverso e adaptável é o ENS. Um grupo de neurônios sensoriais mostrou grandes variações no número de células entre locais e condições.

Esses neurônios sensoriais se destacaram por sua comunicação especializada, incluindo sinais de resposta a muitas moléculas imunes produzidas durante respostas alérgicas ou infecções parasitárias. Outro grupo, os neurônios motores que controlam o movimento intestinal, mostraram mudanças mais graduais nos genes que expressavam em diferentes condições, mantendo números estáveis.

Surpreendentemente, estes padrões foram observados em condições muito diferentes – desde alergia a infecção parasitária até estados livres de germes – sugerindo que o sistema nervoso do intestino coordena a sua actividade para manter o intestino em equilíbrio, independentemente do desafio.

Juntas, essas descobertas criam o roteiro mais detalhado até o momento sobre como o sistema nervoso do intestino responde a diferentes desafios ambientais. O estudo mostra que as mudanças na atividade dos neurônios entéricos estão intimamente ligadas ao funcionamento do intestino, conectando o comportamento celular à fisiologia intestinal mais ampla.

Ao revelar estas ligações, os investigadores afirmam ter lançado as bases para pesquisas futuras sobre como o ENS apoia a saúde intestinal, bem como o que acontece quando esse equilíbrio é perturbado na doença.

Ao mapear como os neurônios entéricos mudam durante a inflamação, a equipe pretende agora explorar se, e como, o sistema nervoso do intestino pode influenciar diretamente as respostas inflamatórias. Para promover o progresso terapêutico, eles também estudarão amostras de pacientes e modelos intestinais cultivados em laboratório para determinar como essas descobertas se aplicam aos seres humanos.

Por último, mas não menos importante, porque os neurónios entéricos também comunicam com outros nervos que se ligam ao cérebro – influenciando o apetite, a ingestão de alimentos e muito mais – compreender como as alterações relacionadas com a inflamação no ENS afectam estas redes nervosas mais amplas poderia revelar mais sobre o papel do intestino na saúde e na doença em geral.