Las microglías, los porteros de nuestra discoteca neuronal

Con los astrocitos zumbando en el cerebro, los oligodendrocitos abrazando a todos los extranjeros con los que se topan y todo el mundo bailando al ritmo de las neuronas, alguien tiene que actuar de manera responsable y vigilar que nadie salga herido. Incluso las fiestas más grandes tienen sus limites, pero siempre hay una en curso en nuestros cerebros. Las microglías están ahí para asegurarse de que la situación no se vuelva incontrolable.

Un outsider con poderes extraordinarios

La microglía es el único tipo de célula presente en el cerebro que migra en ella en el transcurso del desarrollo embrionario.  Al no ser nativa del cerebro, posee propiedades adaptativas notables. Proviene del saco vitelino al principio de la embriogénesis y es el pariente más cercano de los macrófagos, las células T y el resto del sistema inmunitario que el cerebro jamas conocerá. ¡Y hace el trabajo de todos esos elementos!

Al estar cerrado al resto del cuerpo por la barrera hematoencefálica (o BHE),  ningún cuerpo exterior está presente en el sistema nervioso central tras su formación, al principio del desarrollo. Salvo las pequeñas moléculas, ni las células, ni las bacterias, ni siquiera las proteínas grandes pueden atravesar un BHE intacta. 

Sin embargo, la microglía recorre el cerebro, se cuela entre las otras células, maniobra magistralmente entre ellas sin perturbar su trabajo. Aunque la BHE impide que la mayoría de las materias infecciosas (virus y bacterias) alcancen el tejido nervioso vulnerable, algunas pasan a veces a través de las medidas de seguridad. La microglía los elimina de inmediato, reconociendo el cuerpo extranjero y tragándoselo.

Luchadoras siempre en estado de alerta

Al contrario de otras líneas celulares, las microglías no tienen a sus progenitores que puedan reemplazar las células que faltan cuando una de ellas se jubila. En cambio, su duración de vida supera a la de la mayoría de sus homólogos. ¡Sin cuerpo extraño (sin infección), pueden vagar por las profundidades de nuestro cerebro durante años en busca de intrusos sin ningún cambio visible! Cuando se topan con una amenaza para el sistema nervioso central, se despiertan de su estado de estasis y se activan, proliferando rápidamente para combatir las intrusiones. Es tan solo en los casos más críticos, cuando la BBE está debilitada, que piden ayuda fuera de su área. En estas situaciones, las células progenitoras y los macrófagos, primeros actores inmunitarios del organismo, vendrán a engordar los rangos de la microglía. Cuando la batalla esté ganada, los escoltarán a todos, incluso por la fuerza si es necesario, siendo de nuevo la única fuerza inmunitaria autorizada.

Microglía derivada de cerebros de oposum. Fuente: Laboratorio de neurobiología molecular, Departamento de biotecnología, Rijeka, Croatie.

Protectoras de multiples facetas

Para proteger mejor a nuestro cerebro, la microglía se adapta a su entorno mostrando una extrema plasticidad. Creyendo firmemente en el proverbio «la ropa no hace al hombre», las microglías se visten según su entorno. Por un lado, pueden ser agentes del orden implacables, que proscriben bacterias y virus y, por otro lado, pueden ser amables auxiliares que vierten localmente las moléculas de señalización de las sinapsis de las neuronas demasiado cuidadosas. Su fenotipo (forma) cambia en consecuencia, sin que su genética esté perturbada, como si se vistieran de un traje nuevo. Lo consiguen gracias a un grupo de proteínas llamadas colectivamente el sensoma, un grupo sensorial de proteínas que les permite evaluar su entorno y actuar en consecuencia.

La microglía puede tener el papel neurodegenerador o neuroprotector, según la entrada del sensoma, lo que da lugar a distintos rasgos.

Las microglías ramificadas son las microglías durmientes. Se componen de un pequeño cuerpo celular y de largos brazos (proceso) con los cuales recorren su entorno, permaneciendo inmóviles, en busca de cualquier cuerpo extraño o de células moribundas.

Las microglías ameboides recorren la inmensidad del cerebro, recogiendo los materiales errantes de las células transformadas o moribundas.

Microglía ameboide de rata cultivada en cultivo de tejidos. Fuente: Gerry Shaw

Cuando una microglía ramificada o amiboide detecta una amenaza, se activa, engorda y retracta sus ramas, toma la forma ameboide, prolifera rápidamente y devora a los intrusos. El conjunto del proceso no es ni terminal ni polarizante, sino más bien un espectro de estados que van desde la preocupación ligera a la máquina de asalto químico completa, excretando factores inflamatorios, comunicándose con los astrocitos y las neuronas para minimizar sus amenazas y sus daños, fogocitando (devorando) los virus y las bacterias. Una vez que las microglías activadas se han comido a su lote de intrusos, se les llama células gitter.

La microglía vascular, como su nombre indica, se sitúa cerca de los vasos sanguíneos, regulando la absorción de materias extranjeras y ayudando a mantener la BHE.

El control del cerebro bajo diferentes formas

Además de devorar a los intrusos, la microglía ayuda a la regulación de la señalización en las zonas no infectadas del cerebro, manteniendo así la homeóstasis. Lo hace a través de una serie de moléculas de señalización extracelulares, cada una siendo destinada a un receptor diferente: astrocitos, neuronas, otras microglías e incluso extraños, como las células T y las células progenitoras mieloides.

A través de esta comunicación, detectan fácilmente las células defectuosas de su entorno. Si consideran que una célula está irremediablemente alterada y es perjudicial para el resto del cerebro, pueden excretar grandes cantidades de peróxido de hidrógeno y óxido nítrico, provocando una "explosión respiratoria" que elimina la célula defectuosa. Su vasto arsenal de armas químicas también puede utilizarse para eliminar ramas de los nervios en las proximidades de los tejidos dañados para favorecer el crecimiento y la remodelación de los circuitos neuronales dañados.

En los casos graves, algunas microglías demasiado activas pueden causar más daño que beneficio con su ataque químico. En casos raros, pueden causar daños neuronales a gran escala debido a una respuesta inflamatoria crónica, al tratar entonces de cazar la infección invasora.

Un campo de los posibles aún por explorar

Las microglías constituyen un linaje celular aún poco apreciado y poco estudiado. Su contribución a la salud y al funcionamiento del cerebro comienza durante la embriogénesis, justo después de su instalación en el sistema nervioso central, y dura hasta la muerte. Además de su capacidad para repeler todas las infecciones, su aptitud para modular las vías neuronales se entiende poco todavía. Debido a la acumulación de pequeños daños neuronales, causados por el envejecimiento o la inflamación crónica, la microglía puede activarse y provocar una serie de enfermedades. Por otra parte, se cree que las microglías inactivas o defectuosas están en el origen de la enfermedad de Prion, la esquizofrenia y la enfermedad de Alzheimer, lo que indica que su deterioro y nuestra comprensión de las mismas podrían desempeñar un papel importante en la búsqueda de tratamientos para estos estados.

Fuentes:

1.      Aloisi F (novembre 2001). "Fonction immunitaire de la microglie". Glia. 36 (2) : 165-79. doi:10.1002/glia.1106. PMID 11596125. S2CID 25410282.

2.      Block, M.L., Zecca, L. & Hong, J.S. Microglia-mediated neurotoxicity : uncovering the molecular mechanisms. Nat. Rev. Neurosci. 8, 57–69 (2007).

3.      Eggen BJ, Raj D, Hanisch UK, Boddeke HW (septembre 2013). " Phénotype et adaptation microgliale ". Journal of Neuroimmune Pharmacology. 8 (4) : 807-23. doi:10.1007/s11481-013-9490-4. PMID 23881706. S2CID 15283939.

4.      Gehrmann J, Matsumoto Y, Kreutzberg GW (mars 1995). "Microglie : cellule immunitaire intrinsèque du cerveau". Brain Research. Brain Research Reviews. 20 (3) : 269-87. doi:10.1016/0165-0173(94)00015-H. PMID 7550361. S2CID 22708728.

5.      Ginhoux F, Lim S, Hoeffel G, Low D, Huber T (2013). "Origine et différenciation de la microglie". Frontières des neurosciences cellulaires. 7 : 45. doi:10.3389/fncel.2013.00045. PMC 3627983. PMID 23616747.

6.      Kierdorf et Prinz, J Clin Invest. 2017;127(9):3201-3209. https://doi.org/10.1172/JCI90602.

7.      Pluvinage JV, Wyss-Coray T, et al. (11 avril 2019). "Le blocage de CD22 restaure la phagocytose microgliale homéostatique dans les cerveaux vieillissants". Nature. 568 (7751) : 187–192. Bibcode:2019Natur.568..187P. doi:10.1038/s41586-019-1088-4. PMC 6574119. PMID 30944478.

8.      Verkhratsky A, Butt A (2013). Physiologie et physiopathologie gliales. Chicester : John Wiley & Sons. ISBN 978-1118402054 [page nécessaire].