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2 ESTRÉS Y SISTEMA INMUNE

2.1. ACTIVACIÓN DEL SISTEMA INMUNE INNATO

2.1.2. ACTIVACIÓN MICROGLIAL:

La microglía es la célula inmune innata residente del cerebro y constituye entre el 5 al 12% de la población celular total del cerebro. En condiciones fisiológicas, la microglía se encuentra en reposo no mostrando ninguna polarización o fenotipo especial, a pesar de producir factores neurotróficos y antiinflamatorios (rev. en Streit,

2002).

Frente a un estímulo de daño (PAMPs, DAMPs), incluyendo el estrés, la microglía se activa principalmente mediante el reconocimiento antigénico por parte de los receptores de la inmunidad innata, siendo los más importantes la familia de los TLRs, aunque también se activan por acción de los receptores NOD-like (NLRs, actúan como

DAMPS: HGMB1, HSP60, fibrinógeno….. TRAF3 IRF3, 7 STAT Complejo I TAK TABs Complejo II MAPKs/MEKs P38, JNK, ERKs AP1 NFκB IKKs IKBα/NFκB apoptosis, necrosis

neurodegeneración supervivencia, migración proliferación

Riesgo de Depresión, Esquizofrenia, otros

Dirigido a:

receptores, mecanismos de recaptación, Vías neurales. Mediadores inflamatorios ROS/RNS M yD8 8 TIR AP TRAM TRI F IRAKs TRAF6

TLR4

MD2 MD2 CD14 citoplasm núcleo IFNs

TLR3

Ligandos de TLR3:

sensores intracelulares de PAMPs) y los receptores recogedores (“scavengers”, SR, reconocen lipoproteínas modificadas por oxidación o acetilación, y también reconoce algunos PAMPs), al activarse se desencadenan las vías de señalización antes descritas, teniendo por finalidad producir una gran cantidad de mediadores inflamatorios (TNFα, IL1β, IL6, IFNγ y quimioquinas, entre otros) y especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (rev. en Ransohoff y Brown, 2012). Dichas citoquinas son esenciales para que se produzca la activación clásica de la microglia, polarizando hacia un perfil proinflamatorio o M1. La población Th1 también juega un papel importante al secretar IFNγ, necesario para llevar a cabo este proceso. En condiciones normales es una respuesta muy controlada que busca fagocitar el patógeno o los residuos celulares presentes en el tejido (Scott, 1991; Ghadimi et al., 2010).

En contraste a la microglía M1, estas células pueden sufrir una activación alternativa, que genera una polarización antiinflamatoria o M2, dichas células expresan citoquinas y receptores implicados en la inhibición de la inflamación y el mantenimiento de la homeostasis (Fig.10). En este caso es la subpoblación linfocitaria Th2 se relaciona con el fenotipo M2, debido a que la secreción de IL4 estimula dicha polarización (Stein et al., 1992; rev. en Gordon y Martínez, 2010).

Figura 10. Esquema representativo de la polarización M1/M2 de la microglía. ATPR: Receptor de ATP;

CCL2: quimioquina/MCP1 (proteína atrayente de monocitos); ROS: especies reactivas de oxígeno. (Adaptado de Nakagawa y Chiba, 2014).

Dentro de la población de M2 se pueden identificar subgrupos celulares con diferentes funciones. La división de estas poblaciones se basa en la caracterización de las citoquinas que secretan y por las que son estimuladas, además de la presencia de marcadores celulares representativos de cada subgrupo.

- Microglía M2a: Las citoquinas IL4 e IL13 pueden inducir la activación alternativa

de la microglía, que expresan altos niveles de Arginasa I (ArgI), además de los marcadores de membrana CD36, CD163 y CD206. Por otro lado, secretan la citoquina antiinflamatoria IL10 al medio, la cual tiene la capacidad de inhibir la subpoblación M1, y por ende la inflamación (Fig.11) (Stein et al., 1992; Taylor et al., 2005).

- Microglía M2b: Este subtipo de microglía no poseen altos niveles de ArgI, sino

que expresan iNOS, por lo que recuerdan más bien un fenotipo M1 que M2. Sin embargo, secretan altos niveles de IL10. Además, poseen altos niveles de MHCII (Complejo mayor de histocompatibilidad) y de CD86, lo que sugiere que aún mantiene la habilidad de estimular las poblaciones linfocitarias. Se cree que este subtipo puede ser un regulador o iniciador de la polarización M2 (Fig.11) (Mantovani et al., 2004;

Edwards et al., 2006).

- Microglía M2c: Otra forma de activación alternativa es la que inducen las

citoquinas antiinflamatorias IL10 y TGFβ, además de los GCs. Las células microgliales pertenecientes a este grupo también presentan altos niveles de ArgI y liberan IL10 y TGFβ, pero su función principal se relaciona con el remodelamiento tisular (Fig.11) (Mantovani et al., 2004; Martínez et al., 2008).

El marcador de M2 más utilizado en los últimos años es la Arginasa 1 (ArgI), que es una enzima inducible que se localiza en el citoplasma. Compite con las enzimas óxido nítrico sintasas (NOS) por el substrato arginina, por lo que la producción de NO mediante iNOS se ve disminuida (Munder et al., 1999). Sustancias exógenas que estimulan la expresión de ArgI, han mostrado tener un efecto neuroprotector frente a la neurodegeneración inducida por LPS e IFNγ (Kiyofuji et al., 2015).

Otro marcador M2 que se ha estado estudiando en tumores es el receptor de folato 2 (FOLR2). En el 2009, se observó que el receptor se expresaba macrófagos generados en presencia de M-CSF (M2), pero no en aquellos expuestos a GM-CSF (M1) (Puig-Kröger et al., 2009). El aumento en la captación de folato por los macrófagos

estimulados con M-CSF promueve el mantenimiento de altos niveles de IL-4, lo cual previene una polarización M1 y promueven la M2. En estudios in vitro, se ha demostrado que la expresión del FOLR2 se da en macrófagos asociados a tumores, los cuales exhiben un perfil funcional de tipo M2 y ejercen funciones inmunosupresoras dentro del ambiente tumoral (Puig-Kröger et al., 2009). En los últimos años, se ha detectado la presencia de estos macrófagos en enfermedades inflamatorias crónicas como en la osteoartritis (Tsuneyoshi et al., 2012).

Figura 11. Esquema de la polarización de la microglía. Gluc: glucocorticoides; ApC: células apoptóticas;

IC: inmunocomplejos; GM-CSF: factor estimulante de colonias de granulocitos y monocitos, IL1Ra: receptor antagonista de IL1 (Adaptado de Arango y Descoteaux, 2014)

Los macrófagos y la microglía son un tipo celular plástico, que se adaptan a los cambios de citoquinas en el medio (Davis et al., 2013). Frente a estímulos de daño agudos se promueve la producción de citoquinas IFNγ y TNFα que producen la activación clásica de la Microglía (M1), por lo que algunos autores sugieren que alterar el medio de citoquinas podría ser una herramienta para el tratamiento de lesiones. Por ejemplo, en cultivos celulares y en animales con lesión en la médula espinal se indujo

la activación microglial alternativa (M2), y se observó que el cambio en los niveles de citoquinas (aumento de IL4/13 y descenso de TNFα) se asociaba con un aumento en los niveles de ArgI y una disminución de los parámetros inflamatorios, conduciendo a una recuperación locomotora y a una reducción de la cicatriz (Nakajima et al., 2012). También se ha visto que estimulando la vía del PPARγ, mediante el uso de agonistas, se puede inducir el fenotipo M2 en la microglía, para el tratamiento de lesiones traumáticas en cerebro (Yi et al., 2008) e isquemia cerebral (Lee et al., 2011).

Una molécula que podría jugar un papel importante en la polarización de la microglía es la fractalquina (CX3CL1). Si bien su función principal es la atracción de linfocitos y monocitos por quimiotaxis, se ha observado que jugaría un papel regulador en la neurotoxicidad microglial (M1) in vivo, lo que induciría el fenotipo M2 promoviendo neuroprotección y supervivencia neuronal en ratones con esclerosis lateral amiotrófica y en modelos animales de Parkinson (Cardona et al., 2006). En cambio, en modelos de isquemia cerebral focal, o de isquemia/reperfusión en ratones deficientes del receptor de fractalquina (CX3CR1) son menos suceptibles al daño (Fumagalli et al., 2013).

Otro sistema que podría jugar un rol importante en la polarización de la microglía es el sistema endocannabinoide. Los agonistas de CB1 promueven una respuesta proinflamatoria en macrófagos a través de la producción de ROS, lo cual regula negativamente a CB2 (Han et al., 2009), por lo que CB1 contribuye al mantenimiento de la polarización M1. Además, se ha observado que ∆9-tetrahidrocanabinol (THC, un agonista de los receptores CB1 y CB2) aumenta la expresión del factor de transcripción GATA3 (GATA binding protein 3) que promueve la secreción de IL4, pero no se observan efectos en ratones deficientes de CB2 expuestos a Legionella (Klein et al.,

2000; Newton et al., 2009), lo que sugiere que CB2 tendría un rol fundamental en el