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A microscope image from the Turku team shows pale, weblike structures. They are the nets that neutrophils, the immune system's first responders, spin to trap and destroy pathogens. For most of medical history, such nets were seen in adults fighting infection. The new study, published in Nature Communications, shows they are also present in the embryo, long before any infection could arrive.
Uma imagem ao microscópio da equipa de Turku mostra estruturas pálidas, em forma de teia. São as redes que os neutrófilos, os primeiros a intervir no sistema imunitário, tecem para capturar e destruir agentes patogénicos. Durante a maior parte da história da medicina, estas redes foram observadas em adultos a combater infeções. O novo estudo, publicado na Nature Communications, mostra que também estão presentes no embrião, muito antes de qualquer infeção poder chegar.
Neutrophils are white blood cells that rush from the bloodstream into tissues when inflammation starts, to eliminate harmful microbes. Their job is well documented in adults. In embryos it was not. Lintukorpi put the puzzle simply: the uterus is an almost sterile environment, so what would embryonic defense cells be defending against? That question led the team to look at developing tissues in mice, where they found large populations of neutrophils in several organs.
Os neutrófilos são glóbulos brancos que saem da corrente sanguínea para os tecidos quando começa uma inflamação, para eliminar micróbios nocivos. A sua função está bem documentada nos adultos. Nos embriões, não. Lintukorpi resume o enigma de forma simples: o útero é um ambiente quase estéril, pelo que contra o quê se defenderiam as células de defesa embrionárias? Foi esta questão que levou a equipa a estudar tecidos em desenvolvimento em ratinhos, onde encontrou grandes populações de neutrófilos em vários órgãos.
To find out whether these cells were truly working, the researchers used single-cell RNA sequencing, a method that reads which genes each individual cell is switching on. Embryonic and adult neutrophils turned out to differ slightly in their gene expression, but their main developmental stages were similar. Functional tests then showed that embryonic cells could ingest particles, produce toxic oxygen compounds and form weblike traps outside the cell. Hofmann's conclusion is that they are not merely immature versions of adult cells but functionally mature cells.
Para verificar se estas células estavam de facto a funcionar, os investigadores recorreram à sequenciação de ARN de célula única, um método que identifica quais os genes que cada célula individual está a ativar. Os neutrófilos embrionários e adultos revelaram-se ligeiramente diferentes na expressão génica, mas as suas principais fases de desenvolvimento eram semelhantes. Os testes funcionais mostraram então que as células embrionárias conseguiam ingerir partículas, produzir compostos tóxicos de oxigénio e formar armadilhas em forma de teia no exterior da célula. A conclusão de Hofmann é que não são apenas versões imaturas das células adultas, mas células funcionalmente maduras.
The most unexpected finding, according to Hofmann, concerns location. Many of these neutrophils sit outside the blood vessels, in direct contact with developing tissue cells. That suggests they may also help shape tissues and keep them in balance, not only fight microbes. Rantakari says the results show neutrophils play a much more active role in developing tissues than previously thought.
A descoberta mais inesperada, segundo Hofmann, diz respeito à localização. Muitos destes neutrófilos situam-se fora dos vasos sanguíneos, em contacto direto com células dos tecidos em desenvolvimento. Isto sugere que podem também ajudar a moldar os tecidos e a mantê-los em equilíbrio, e não apenas a combater micróbios. Rantakari afirma que os resultados mostram que os neutrófilos desempenham um papel muito mais ativo nos tecidos em desenvolvimento do que se pensava.
What changes, and for whom? For now, the gains are for research. Doctors treating fetuses and newborns could eventually benefit if the same cells are confirmed in human embryos, since the authors say the work could contribute to future treatments for prenatal and perinatal infections and inflammatory diseases. The study gives no timeline for that, and everything so far comes from experimental models in mice.
O que muda, e para quem? Por enquanto, os ganhos são para a investigação. Os médicos que tratam fetos e recém-nascidos poderão beneficiar, um dia, se as mesmas células forem confirmadas em embriões humanos, uma vez que os autores afirmam que o trabalho poderá contribuir para futuros tratamentos de infeções pré-natais e perinatais e de doenças inflamatórias. O estudo não aponta qualquer prazo para isso, e tudo o que existe até agora provém de modelos experimentais em ratinhos.