Por que perdemos gordura e músculos durante a infecção

Por que perdemos gordura e músculos durante a infecção

Cientistas da Salk descobrem o papel que as células T do sistema imunológico desempenham na regulação da perda de gordura e músculo durante a infecção em camundongos

LA JOLLA—Embora as infecções possam apresentar muitos sintomas diferentes, um sintoma comum é a perda de gordura e músculo, um processo chamado desperdício. Os cientistas da Salk queriam saber se a perda de peso era benéfica no combate às infecções.

Pesquisadores do Prof. Janelle Ayres' laboratório descobriu a resposta de desperdício para T. brucei A infecção em camundongos ocorre em duas fases, cada uma regulada por diferentes células imunológicas. Embora a perda de gordura não tenha beneficiado a luta contra a infecção, a perda muscular sim - uma pista surpreendente de que um pouco de perda pode ajudar a controlar doenças.

Os resultados, publicados na Cell Reports em 24 de julho de 2023, pode informar o desenvolvimento de terapêuticas mais eficazes que poupam as pessoas de definhamento e aumentam nossa compreensão de como o emaciamento influencia a sobrevivência e a morbidade em infecções, cânceres, doenças crônicas e muito mais.

“Muitas vezes fazemos suposições de que condições como a perda de peso são ruins, uma vez que muitas vezes coincidem com taxas de mortalidade mais altas”, diz o autor sênior Ayres, Salk Institute Legacy Chair e chefe do Laboratório de Fisiologia Molecular e de Sistemas. “Mas se, em vez disso, perguntarmos, qual é o propósito de desperdiçar? Podemos encontrar respostas surpreendentes e perspicazes que podem nos ajudar a entender a resposta humana à infecção e como podemos otimizar essa resposta”.

Defender o corpo de um invasor requer muita energia. Estudos anteriores sugeriram que esse consumo de energia relacionado ao sistema imunológico teve a infeliz consequência do desperdício. Mas Ayres e sua equipe estavam curiosos para saber se o desperdício poderia ser benéfico e não apenas um efeito colateral.

Células imunológicas especializadas chamadas células T demoram a responder a infecções, mas quando respondem, adaptam-se para combater a infecção em particular. Ayres estava interessado em saber se eram essas células T que causavam a perda. Se as células T são responsáveis ​​pela condição, isso indicaria que a perda não é simplesmente um efeito colateral improdutivo de células imunológicas famintas por energia.

As células de interesse são chamadas de células T CD4+ e CD8+. As células T CD4+ lideram a luta contra a infecção e podem promover a atividade das células T CD8+, que podem matar invasores e células cancerígenas. Os dois tipos de células T geralmente trabalham juntos, então os pesquisadores levantaram a hipótese de que seu papel na perda também pode ser um esforço cooperativo.

Para descobrir a relação entre as células T CD4+ e CD8+ e o desperdício, os pesquisadores se voltaram para o parasita T. brucei. Porque T. brucei vive na gordura e pode bloquear a resposta imune adaptativa - que inclui células T - foi um modelo de infecção perfeito para suas perguntas sobre perda de gordura e como as células T medeiam esse processo.

A equipe investigou 1) o papel das células T CD4+ e CD8+ durante T. brucei infecção e 2) como a remoção das células T CD4+ e CD8+ mudou a longevidade, as taxas de mortalidade, os sintomas do parasita e a quantidade de parasita presente em camundongos infectados.

Os pesquisadores descobriram que as células T CD4+ agiram primeiro e iniciaram o processo de perda de gordura. Posteriormente, mas completamente independente da perda de gordura, as células T CD8+ iniciaram o processo de perda de massa muscular. A perda de gordura induzida por células T CD4+ não teve impacto na capacidade dos camundongos de lutar T. brucei ou para sobreviver à infecção. A perda muscular induzida por células T CD8+, no entanto, ao contrário das suposições tradicionais sobre a perda, ajudou os camundongos a combater T. brucei e sobreviver à infecção.

“Nossas descobertas foram tão surpreendentes que houve momentos em que me perguntei se fizemos algo errado”, diz o primeiro autor Samuel Redford, atual pesquisador visitante e ex-aluno de pós-graduação no laboratório de Ayres. “Tivemos resultados impressionantes de que camundongos com sistema imunológico em pleno funcionamento e camundongos sem células T CD4+ viveram a mesma quantidade de tempo – o que significa que essas células T CD4+ e a perda de gordura causada por elas eram completamente descartáveis ​​no combate ao parasita. Além disso, descobrimos que os subtipos de células T normalmente cooperativas estavam funcionando de forma totalmente independente umas das outras”.

As descobertas ilustram o importante papel das células imunológicas na perda de gordura e músculo e a necessidade de entender a função de tais respostas para informar as intervenções terapêuticas.

“Podemos aprender muito sobre nosso sistema imunológico observando os ambientes e as infecções com as quais coevoluímos”, diz Ayres. "Enquanto T. brucei é um caso interessante e importante, o que é empolgante é extrapolar nossas descobertas para entender, tratar e superar qualquer doença que envolva atrofia imunomediada – parasitas, tumores, doenças crônicas e muito mais.”

No futuro, a equipe examinará o mecanismo das células T em outros mamíferos e, eventualmente, em humanos. Eles também querem explorar com mais detalhes por que a perda de massa muscular está ocorrendo e por que as células T CD4+ e CD8+ desempenham esses papéis distintos.

Outros autores incluem Siva Karthik Varanasi, Karina Sanchez e Natalia Thorup de Salk.

O trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (DPI AI144249, R01AI14929, NCI CCSG: P30 CA014195).

DOI: DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112814