Schizophrenic patients hiPSC-derived astrocytes impair synaptic material engulfment by induced microglial-like cells (iMGs)

Abstract

A esquizofrenia (SCZ) é uma desordem psiquiátrica, cujas causas estão associadas à interação entre fatores genéticos e ambientais. Indivíduos com esquizofrenia apresentam sintomas classificados como positivos (delírios, alucinações e psicose), negativos (depressão, avolição e anedonia) e déficits cognitivos, além de redução no volume da matéria cinzenta. Análises microanatômicas sugerem que este fenômeno ocorre devido à diminuição na densidade de espinhas dendríticas, o que provavelmente acontece como resultado de uma poda sináptica exacerbada. Interessantemente, foi demonstrado que a vias clássica do sistema do complemento e de CX3CL1/CX3CR1 apresentam um papel ativo neste processo, levando ao engolfamento de sinapses pelas micróglias. Levando em conta que a infecção pré-natal atua como um fator de risco ambiental para a SCZ, este trabalho visou analisar a produção de moduladores relacionados à poda sináptica por astrócitos estimulados com TNF-α que foram derivados de células-tronco de pluripotência induzida (iPSCs) de indivíduos SCZ e controles saudáveis (HCP). Os resultados indicam que o transcrito para CX3CL1 está aumentado em astrócitos SCZ estimulados com TNF-α comparado a astrócitos HCP, enquanto os fatores clássicos do complemento (C3 e C4) apresentaram níveis similares de expressão entre os dois grupos. Validações posteriores indicaram que os níveis de CX3CL1 secretada (sCX3CL1) refletem os padrões de expressão observados para seu transcrito e que sua secreção é dependente da atividade proteolítica de ADAM10. Com o intuito de verificar se a sCX3CL1 induzida em astrócitos SCZ estimulados com TNF-α altera o engolfamento de sinapses em micróglias, células micróglia-like induzidas (iMGs) de indivíduo HCP foram incubadas com os meios condicionados de astrócitos (ACMs) de ambos grupos diagnóstico, sob condições não-estimuladas (N.S.) ou estimuladas com TNF-α, e com sinaptoneurossomas marcados com fluorescência. Surpreendentemente, exposição a ACM HCP TNF-α, ACM SCZ N.S. e ACM SCZ TNF-α levaram a um menor engolfamento de sinaptoneurossomas pelas iMGs em relação ao ACM HCP N.S. Ademais, as iMGs parecem ser irresponsivas a sCX3CL1 nessas circunstâncias, apesar dos níveis aumentados desta quimiocina em ACM SCZ TNF-α, tendo em vista que fatores secretados por astrócitos promoveram a redução no CX3CR1 associado à membrana plasmática nas iMGs. Por fim, foi demonstrado que astrócitos SCZ apresentam um perfil pró-inflamatório elevado após estimulação com TNF-α, o que pode explicar os resultados supracitados. Em conjunto, estes resultados indicam que os astrócitos SCZ secretam fatores que prejudicam a fagocitose de sinapses por iMGs HCP in vitro.