Jet lag social: como a luz do dia ajusta o relógio circadiano dos neutrófilos e o sistema imunitário

Já lhe aconteceu, depois de várias noites a deitar tarde ou de um turno nocturno, sentir que o corpo deixou de acompanhar o ritmo “normal” do sono? É possível que esteja a viver aquilo a que os cientistas chamam jet lag social.

Este conceito descreve o desfasamento entre o nosso relógio biológico interno (o ritmo circadiano) e as exigências do nosso calendário social.

O jet lag social - associado a horários de sono irregulares e a uma exposição inconsistente à luz do dia - está a tornar-se cada vez mais frequente e já foi relacionado com um enfraquecimento do sistema imunitário.

Sabe-se, por exemplo, que a perturbação dos ritmos circadianos causada pelo trabalho por turnos tem um efeito negativo na capacidade de combater infecções.

Estas observações reforçam a ideia de que proteger um ritmo circadiano “forte”, através de uma exposição regular à luz do dia, contribui para manter um sistema imunitário saudável.

Mas como é que o sistema imunitário “sabe” quando é de dia? Foi precisamente isso que a nossa investigação, publicada hoje na Science Immunology, veio esclarecer. No futuro, os resultados poderão trazer benefícios para o tratamento de doenças inflamatórias.

Primeiros a responder à infecção

Os ritmos circadianos são uma característica essencial de toda a vida na Terra. Acredita-se que tenham surgido há cerca de 2,5 mil milhões de anos e permitem que os organismos se ajustem aos desafios impostos pelo ciclo solar de 24 horas.

Ao nível molecular, estes ritmos são coordenados por um mecanismo multi-componente, codificado geneticamente, que funciona como um marcador de tempo: o relógio circadiano. Quase todas as células possuem os elementos necessários para esse relógio. No entanto, ainda se compreende muito pouco sobre a forma como ele actua em diferentes tipos celulares para regular o seu comportamento.

No laboratório, recorremos ao peixe-zebra - um pequeno peixe de água doce, comum em lojas de animais - como organismo-modelo para estudar a resposta imunitária a infecções bacterianas.

Trabalhamos com larvas de peixe-zebra porque a sua composição genética e o seu sistema imunitário se assemelham aos humanos. Além disso, como o corpo é transparente, torna-se simples acompanhar processos biológicos ao microscópio.

Porque é que nos centramos nos “neutrófilos”

O nosso foco está numa célula imunitária chamada “neutrófilo”, um tipo de glóbulo branco. Interessa-nos particularmente porque estas células são especializadas em destruir bactérias, são as primeiras a chegar a uma infecção e constituem o tipo de célula imunitária mais abundante no nosso organismo.

Como têm uma vida muito curta, os neutrófilos isolados do sangue humano são, notoriamente, difíceis de manipular em experiências. Com larvas transparentes de peixe-zebra, porém, conseguimos filmá-los e observar directamente, num animal totalmente intacto, como estas células funcionam.

As células conseguem perceber quando é de dia

Os nossos estudos iniciais mostraram que a intensidade da resposta imunitária a uma infecção bacteriana atingia um pico durante o dia, quando os animais estão activos.

Interpretamos isto como uma adaptação evolutiva que dá uma vantagem de sobrevivência tanto a humanos como ao peixe-zebra. Sendo animais diurnos, como os humanos e o peixe-zebra, estamos mais activos durante as horas de luz - e, por isso, é mais provável encontrarmos infecções bacterianas nesse período.

Esta linha de trabalho levou-nos a perguntar como é que a resposta imunitária reforçada se mantinha sincronizada com a luz do dia. Ao filmarmos neutrófilos a destruir bactérias em diferentes momentos do dia, verificámos que, de dia, eliminavam as bactérias de forma mais eficiente do que durante a noite.

Desligar o relógio interno dos neutrófilos

De seguida, editámos geneticamente os neutrófilos para desactivar os seus relógios circadianos, removendo cuidadosamente componentes específicos desse mecanismo. É uma estratégia semelhante a retirar engrenagens essenciais de um relógio analógico para que deixe de marcar o tempo.

Foi assim que descobrimos que estas células imunitárias fundamentais têm um relógio circadiano interno regulado pela luz, que as alerta para o período diurno (de forma semelhante a um despertador). Esse sinal aumenta a capacidade de matar bactérias.

O que falta perceber e porquê isso importa

O próximo desafio é compreender, com precisão, como é que os neutrófilos detectam a luz e se os neutrófilos humanos também dependem deste mecanismo interno de marcação do tempo para controlar a actividade antibacteriana.

Queremos ainda perceber se este mecanismo de destruição é limitado a certos tipos de bactérias - por exemplo, aquelas com que é mais provável contactarmos durante o dia - ou se se trata de uma resposta mais geral a todas as ameaças infecciosas (incluindo infecções virais).

Esta investigação abre a possibilidade de desenvolver fármacos que visem o relógio circadiano dos neutrófilos, com o objectivo de regular a actividade destas células. Uma vez que os neutrófilos são as primeiras e as mais abundantes células imunitárias recrutadas para locais de inflamação, a descoberta pode ter implicações muito abrangentes para várias doenças inflamatórias.

A investigação aqui descrita foi liderada pelos doutorandos Lucia Du e Pramuk Keerthisinghe, e resultou de uma colaboração entre o laboratório de Hall e o Chronobiology Research Group, liderado por Guy Warman e James Cheeseman, na Faculty of Medical and Health Sciences da University of Auckland.

Chris Hall, Professor Associado de Imunologia, University of Auckland, Waipapa Taumata Rau

Este artigo foi republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.