Durante as infecções, o sistema hematopoiético muda do modo normal para o modo de emergência. Isso melhora a defesa contra os patógenos. Cientistas do Centro Alemão de Pesquisa do Câncer (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) descobriram agora uma mudança epigenética nas células-tronco do sangue e células progenitoras de camundongos que podem desencadear a mudança de um modo para o outro.
Se o programa de emergência da hematopoiese for iniciado no corpo, isso sinaliza um estado de alarme do sistema imunológico e serve a dois propósitos diferentes: infecções ou inflamações. Além disso, o programa de emergência coloca todo o sistema imunológico em uma pré-ativação que ajuda a eliminar infecções mais rapidamente.
As características do programa de emergência são, por exemplo, um aumento na taxa de divisão das células-tronco do sangue e uma mudança no equilíbrio dos glóbulos brancos maduros em favor das células mielóides (macrófagos e granulócitos). Normalmente, o programa de emergência é desencadeado por componentes moleculares típicos de patógenos ou por substâncias mensageiras pró-inflamatórias, como certos interferons.
Mas o que acontece nas células-tronco do sangue e nas células progenitoras? Existe um interruptor de celular que aciona o programa de emergência? Os cientistas liderados por Nikolaus Dietlein e Hans-Reimer Rodewald, do Centro Alemão de Pesquisa do Câncer (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ), visaram uma modificação epigenética específica, abreviada como H2Bub1. Está envolvido na ativação de genes que são ativados pelo interferon como resultado de uma infecção viral e que são importantes para a defesa contra infecções. A modificação, que se liga às proteínas de empacotamento do DNA, as histonas, é novamente removida pela enzima USP22.
H2Bub1 e USP22 poderiam ser o interruptor procurado que aciona o programa de emergência nas células-tronco do sangue? Os pesquisadores liderados por Rodewald investigaram isso em camundongos cujas células-tronco sanguíneas USP22 foram geneticamente desativadas. Nesses animais, o programa de emergência de hematopoiese com todas as suas características principais decorreu sem qualquer infecção detectável ou aumento dos níveis de interferon.
Os animais geneticamente modificados foram mais capazes de combater a infecção pela bactéria Listeria monocytogenes do que os camundongos normais. Além disso, importantes células necrófagas em seu sangue, granulócitos neutrófilos, foram mais bem-sucedidas em engolir bactérias.
Como esperado, o material genético nas células sanguíneas dos animais geneticamente modificados também apresentava significativamente mais modificações epigenéticas do H2Bub1. “O aumento do nível de H2Bub1 parece ser o botão de alarme que coloca o sistema imunológico em estado de espera. Em particular, isso coloca a defesa imune inata, que é especialmente importante durante o contato inicial com um patógeno, em alerta de defesa intensificado”, diz Nikolaus Dietlein, primeiro autor da presente publicação. O USP22, que remove a modificação H2Bub1, encerra o alerta em animais normais.
H2Bub1 e USP22 também são encontrados em células humanas e, de acordo com pesquisas atuais, desempenham funções comparáveis às de camundongos. Hans-Reimer Rodewald diz: “Em camundongos, fomos capazes de mostrar que uma modificação epigenética melhora a defesa contra infecções. No entanto, como a perda de USP22 afeta as células-tronco hematopoiéticas humanas e as células progenitoras ainda é desconhecida e agora deve ser investigada. Inibição de O USP22 por drogas pode um dia ajudar a melhorar a defesa imunológica contra patógenos. Até agora, no entanto, isso ainda não foi comprovado e precisa ser testado em estudos adicionais.”