Melatonin as a regulatory factor of rat cerebellar microglia activation

Frente a estímulos com padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) ou dano celular (DAMPs), a síntese noturna de melatonina pela glândula pineal é inibida, enquanto a mesma é ativada em macrófagos e microglias. Esta troca da fonte de síntese de melatonina e os efeitos endócrinos e parácrinos/autócrinos desta indolamina, sugeriu a existência de um Eixo Imuno-Pineal. As microglias, conhecidas como macrófagos do sistema nervoso central (SNC), podem apresentar fenótipos de ativação/polarização pró ou anti-inflamatórios (recuperação/reparo). A modulação destes fenótipos depende da natureza, intensidade e duração do estímulo, podendo ser modulados pelo próprio agente agressor, por quimiocinas, citocinas pró e anti-inflamatórias, e outras moléculas sintetizadas durante a resposta inflamatória. Microglias presentes na cultura primária mista de células da glia do cerebelo de ratos produzem melatonina quando ativadas com lipopolissacarídeo (LPS) da parede celular de bactérias gram-negativas, e o efeito autócrino e parácrino da melatonina leva ao aumento da capacidade fagocítica destas células via receptores de alta afinidade acoplados a proteína G, MT1 e MT2. Em ratos tratados via intracerebroventricular (ICV) com LPS, há uma produção local de melatonina no cerebelo que previne a morte de neurônios e que esse efeito é mediado via receptores, MT1 e MT2. Porém, os mecanismos celulares que medeiam este efeito ainda não são conhecidos. O efeito citotóxico de microglias com perfil pró-inflamatório está diretamente relacionado com a morte de neurônios no processo de neuroinflamação e sabe-se que a melatonina é capaz de regular a polarização destas células, induzindo um fenótipo anti-inflamatório/regulatório. Neste projeto, avaliamos se a melatonina produzida localmente por microglias induzida por LPS, regula o processo de polarização de microglias, de um estado pró-inflamatório para um estado de resolução/recuperação. Observamos que após ativação com LPS, a melatonina produzida por microglias atua de maneira autócrina/parácrina aumentando a capacidade fagocítica das microglias e induzindo um fenótipo de resolução/recuperação.In the face of stimuli with Pathogen or danger/damage associated molecular patterns (PAMPs or DAMPs), the nocturnal synthesis of melatonin by the pineal gland is inhibited, while it is activated in macrophages and microglias. This change in the source of melatonin synthesis and the endocrine and paracrine/autocrine effects of this indolamine, suggested the existence of an immune-pineal axis. Microglia, known as Central Nervous System (CNS) macrophages, may present pro or anti-inflammatory (recovery/repair) phenotypes under activation. The modulation of these phenotypes depends on the nature, intensity and duration of the stimulus, and may be modulated by the aggressive agent itself, chemokines, pro and anti-inflammatory cytokines, and other molecules synthesized during the inflammatory response. Microglias present in the mix primary culture of rat cerebellar glia cells produce melatonin when activated with lipopolysaccharide (LPS), a PAMP of gram-negative bacteria, and the autocrine/ paracrine effect of melatonin leads to the increase of phagocytic capacity of these cells via high affinity G protein coupled receptors, MT1 and MT2. In rats treated intracerebroventricular (ICV) with LPS, there is a local production of melatonin in the cerebellum that prevents the death of neurons via melatonin receptors, MT1 and MT2. However, the cellular mechanisms that mediate this effect are not yet known. Indeed, microglia with a pro-inflammatory phenotype is directly related to the death of neurons in the neuroinflammatory process and it is known that melatonin is able to regulate the polarization of these cells, inducing a recovery/repair phenotype. Here, we evaluated if melatonin produced locally by microglias induced by LPS, regulates the polarization of microglias, from a pro-inflammatory to a recovery/repair state. We show that after activation with LPS, melatonin produced by microglias acts in an autocrine/paracrine manner increasing the phagocytic capacity of microglias and inducing a recovery/repair phenotype