Las células de la microglía representan, dependiendo de la especie, del 5% al 20% de las células gliales en el cerebro adulto. Es comúnmente aceptado que los precursores de la microglía se originan en el saco vitelino – como los macrófagos tejido-específicos – aunque su identidad no ha sido confirmada hasta el momento. Una vez que el desarrollo de la barrera hematoencefálica es completo, la microglía actúa como un sistema inmune autónomo dentro del cerebro, ya que la barrera hematoencefálica casi no permite ningún intercambio con las células de la sangre.
Por lo tanto, las células microgliales se activan en el caso, por ejemplo, de una infección vírica, desencadenando una respuesta inflamatoria o antiinflamatoria dependiendo de la situación específica. Además, la microglía tiene una actividad fagocítica que elimina las células dañadas o los restos de tejido, siendo así similar a los macrófagos.
Los estados M1 y M2 de la microglía: de la inflamación a la curación de las heridas
En condiciones normales, las células de la microglía están en un estado de quietud y monitorean el ambiente cerebral. Cuando ocurre una infección o una lesión, cambian a un estado de activación, llamado M1, en el que sus receptores de membrana reconocen los antígenos exógenos y liberan citoquinas, una amplia clase de pequeñas proteínas que causan una respuesta inflamatoria. Este sistema ayuda, por ejemplo, a identificar antígenos como el lipopolisacárido (una molécula característica de las bacterias Gram-negativas), a “barrer” los restos de las células muertas o a comenzar la reparación de los tejidos después de una lesión.
En cualquier caso, la inflamación necesita ser controlada, de lo contrario, las mismas neuronas se dañan. Por esta razón, después de haber desencadenado la respuesta inflamatoria, la microglía cambia a un estado de activación alternativo, llamado M2, que limita la respuesta inmune y ayuda a reparar las células dañadas por la respuesta inmune.
Fagocitosis y liberación de citoquinas
Las células de la microglía tienen muchos receptores diferentes en sus superficies de membrana, cada uno de ellos con alta afinidad por antígenos específicos procedentes de agentes infecciosos o células cerebrales muertas/apoptóticas. La clase de receptores TLR y los receptores TREM2 son los más importantes entre los que están involucrados en los mecanismos de la fagocitosis. Su correcta funcionalidad también está estrechamente relacionada con el inicio de algunas neuropatologías.
Los receptores TLR reconocen moléculas típicas de patógenos microbianos, de modo que, cuando el cerebro está infectado, las células de la microglía se activan y “comen” las células exógenas. Los receptores TREM2 se activan en presencia de células apoptóticas eliminando sus restos y al mismo tiempo bloqueando la liberación de las moléculas inflamatorias. Las neuronas sanas tienen sus propios sistemas de defensa para evitar ser fagocitadas por la microglía activada: su superficie de membrana presenta específicas proteínas modificadas que dan a las células de la microglía la señal de no comerlas.
La producción de citoquinas es importante para muchas funciones, desde la comunicación celular hasta la respuesta inmune, desde la regulación de la inflamación hasta el crecimiento y la diferenciación de las células. La microglía libera citoquinas inflamatorias en respuesta a infecciones microbianas, lesiones o derrames cerebrales. Al mismo tiempo, otras citoquinas tienen un efecto antiinflamatorio que contrarresta los daños celulares causados por la inflamación.
Por lo tanto, la microglía comprueba constantemente el equilibrio del ambiente cerebral mediante el equilibrio de los mecanismos inflamatorios y anti-inflamatorios con el fin de mantener la homeostasis del cerebro.
Actividad “no convencional” de la microglía
Durante los últimos años, nuevos estudios se han centrado en otros papeles de las células de la microglía. Por ejemplo, ellas participan en el desarrollo postnatal del cerebro fagocitando el exceso de neuronas producidas durante el desarrollo del Sistema Nervioso Central. En los vertebrados, la mitad de las neuronas viene eliminada con el fin de garantizar el correcto crecimiento del cerebro.
La microglía también participa en la maduración de las sinapsis, de hecho, las células de la microglía recubren y eliminan algunas sinapsis durante el desarrollo del cerebro. Este proceso, también conocido como poda, ya que recuerda el corte de las ramas de los árboles, no está bien comprendido a nivel molecular todavía.
Papel de la microglía en las enfermedades neurológicas
Ya que la microglía participa en muchos procesos, incluyendo el desarrollo postnatal del cerebro, su relación con las enfermedades neurológicas parece ser obvia. De hecho, el papel de la microglía se ha demostrado en diversas enfermedades.
La Enfermedad de Nasu-Hakola (NHD) es causada por mutaciones genéticas de los receptores DAP1 o TREM2 de las células de la microglía. Los pacientes desarrollan cambios de personalidad y deterioro de la memoria que conduce a la demencia y la muerte. A nivel molecular, la falta de funcionalidad del TREM2 causa la acumulación de los restos de las células apoptóticas que no se pueden eliminar. Esto desencadena una respuesta inflamatoria continua que conduce a la degeneración de las neuronas.
La causa del Síndrome de Rett (RTT) es una mutación en el gen MECP2. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que la microglía tiene una menor capacidad para eliminar los restos de las células apoptóticas, contribuyendo así al mantenimiento de la RTT. Contrariamente a la NHD, en este caso, no hay un aumento de la inflamación.
Un papel de la microglía ha sido también propuesto para el síndrome de Tourette. En este caso, la microglía podría fallar durante la poda de las sinapsis de las neuronas en crecimiento. Otros estudios han puesto de relieve una posible implicación de la microglía en los trastornos del espectro autista, pensando en una relación entre el desarrollo de las neuronas y las células inmunes.
Conclusiones
El deterioro de la microglía durante los primeros años de vida podría implicar graves daños para el cerebro en desarrollo. Algunas enfermedades, como la NHD, pueden considerarse microgliopatías primarias, mientras que en otras enfermedades la microglía está involucrada con otros factores genéticos y ambientales. Tanto la presencia de inflamación en el cerebro como la inactividad de la microglía pueden tomarse en consideración como marcadores de enfermedades neurodegenerativas.
Referencia:
Arcuri C. et al. The Pathophysiological Role of Microglia in Dynamic Surveillance, Phagocytosis and Structural Remodeling of the Developing CNS. Front. Mol. Neurosci., 19 June 2017 | https://doi.org/10.3389/fnmol.2017.00191
La elaboración de éste post ha sido financiado por el proyecto PI15/01082, integrado en el Plan Nacional de I+D+I y cofinanciado por el ISCIII – Subdirección General de Evaluación y Fomento de la Investigación Sanitaria – y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
